[发明专利]一种酶解木质素基碳包覆硬碳材料、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种酶解木质素基碳包覆硬碳材料，其特征在于，所述酶解木质素基碳包覆硬碳材料的前驱体包括如下原料：酶解木质素、多官能度异氰酸酯基硅烷，所述酶解木质素基碳包覆硬碳材料首先由酶解木质素与多官能度异氰酸酯基硅烷反应制备前驱体，前驱体再经C15-C20的脂肪酸预处理、碳化、化学气相沉积工艺制备而得。

2.权利要求1所述酶解木质素基碳包覆硬碳材料，其特征在于，所述硬碳材料的前驱体包括如下重量份的原料：100份酶解木质素、12-16份多官能度异氰酸酯基硅烷，所述C15-C20的脂肪酸用量为酶解木质素的7.5-10.5wt％。

3.权利要求1所述酶解木质素基碳包覆硬碳材料，其特征在于，所述多官能度异氰酸酯基硅烷的官能度为2-4，选自四异氰酸基硅烷、三异氰酸(甲基)硅、二异氰酸二甲基硅烷中的一种或两种及以上的组合。

4.权利要求3所述酶解木质素基碳包覆硬碳材料，其特征在于，所述多官能度异氰酸酯基硅烷选自四异氰酸基硅烷、三异氰酸(甲基)硅中的一种。

5.权利要求1所述酶解木质素基碳包覆硬碳材料，其特征在于，所述C15-C20的脂肪酸选自植烷酸、硬脂酸、十五烷酸、十七烷酸、正碳十九酸中的一种或两种及以上的组合。

6.权利要求5所述酶解木质素基碳包覆硬碳材料，其特征在于，所述C15-C20的脂肪酸选自植烷酸、十七烷酸中的一种或两种的组合。

7.权利要求1所述酶解木质素基碳包覆硬碳材料，其特征在于，所述酶解木质素来自微生物酶解玉米秸秆制备乙醇过程，所述酶解木质素采取有机溶剂萃取法获得，重均分子量为1000-3000，醇羟基含量为3.3-3.8wt％。

8.权利要求1-7任一项所述酶解木质素基碳包覆硬碳材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)制备前驱体：将酶解木质素、多官能度异氰酸酯基硅烷加至有机溶剂中，搅拌至完全溶解，升温并恒温，滴加催化剂，搅拌条件下进行反应，反应结束后自然冷却至室温，过滤、洗涤、真空干燥，研磨备用；

2)前驱体预处理：将步骤1)所得物质进行首次研磨，然后将研磨物超声分散于预处理剂溶液中，减压蒸馏除去溶剂，二次研磨，得粉末备用，所述预处理剂为C15-C20的脂肪酸；

3)碳化：将步骤2)所得经预处理的粉末加至旋转碳化炉内，通入惰性气体，均匀升温并恒温进行碳化，碳化结束后冷却至室温，研磨得硬碳粉末；

4)化学气相沉积：将步骤3)中得到的硬碳粉末加至反应室，通入惰性气体，均匀升温并恒温，通入惰性气体/烃类气体的混合气体，保温反应，保温结束后通入惰性气体降温至室温，得到表面包覆后的硬碳材料。

9.权利要求8所述酶解木质素基碳包覆硬碳材料的制备方法，其特征在于，步骤1)所述研磨为研磨至粒径为0.3-0.8mm；步骤2)所述首次研磨平均粒径为10-50μm，二次研磨平均粒径为1-10μm，所述预处理剂溶液的溶剂选自苯、氯仿、乙醚、四氯化碳、二硫化碳、醋酸戊酯、甲苯中的一种或两种及以上的组合，所述预处理剂溶液中预处理剂的浓度为3-5wt％，所述超声分散的频率为20KH Z-1MH Z、功率为30W-15KW、时间为1-3h。

10.权利要求1-7任意一项所述酶解木质素基碳包覆硬碳材料的应用，所述酶解木质素基碳包覆硬碳材料应用于制备锂离子电池中的负极材料。