[发明专利]一种生物质多孔碳材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种生物质多孔碳材料，其特征在于：该碳材料以多肉植物为原料，通过碱活化法制得的同时具有微孔和介孔分布的碳材料；所述碳材料的比表面积为2000~3200 m²/g。

2.根据权利要求1所述的生物质多孔碳材料，其特征在于：所述多肉植物包括仙人掌科、景天科、番杏科、大戟科、萝藦科、独尾草科和龙舌兰科中的任一种。

3.权利要求1所述的生物质多孔碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）取多肉植物叶片，洗净、干燥，然后粉碎成粉末；

（2）保护气氛下，将叶片粉末在管式炉中升温至碳化温度，进行第一次碳化，获得固体碳化产物；

（3）将步骤（2）得到的固体碳化产物与KOH混合在去离子水中，在室温下静置，在保护气氛下，升温至碳化温度进行第二次碳化，得到活化混合物；

（4）将活化混合物置于盐酸中，搅拌、洗涤、干燥，获得生物质多孔碳材料。

4.根据权利要求1所述的生物质多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，所述干燥过程为冷冻机干燥，干燥时间为28~32 h。

5.根据权利要求1所述的生物质多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，升温速率为1~5℃/min；第一次碳化温度为300~500℃，第一次碳化时间为1~3h。

6.根据权利要求1所述的生物质多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，固体碳化产物与KOH的质量比为1：2~4；去离子水的加入量为10~15mL；第二次碳化温度为500~700℃；第二次碳化时间为1~2h。

7.根据权利要求1所述的生物质多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）和步骤（3）中，保护气氛采用N₂、Ar、He中的任一种。

8.根据权利要求1所述的生物质多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中，盐酸质量分数为10%；洗涤过程是利用多次水洗、醇洗将产物洗至洗涤液呈中性。

9.一种权利要求1所述的生物质多孔碳材料在气体吸附处理中作为吸附材料的应用。

10.一种权利要求1所述的生物质多孔碳材料在制备电化学能转换/储存装置中作为电极的应用。