[发明专利]一种生物质基含氮多孔碳的制备方法及多孔碳及其用途

摘要

本发明公开了一种生物质基含氮多孔碳的制备方法及由该方法制备的多孔碳，以及所制备的含氮多孔碳在超级电容器中的用途。所述制备方法包括步骤：1)将生物质材料干燥，研磨成细粉；2)将生物质材料粉末与水或稀酸溶液混合均匀；3)将混合物在反应釜中进行水热反应；4)将得到的水热反应产物干燥、研磨，然后在管式炉中进行煅烧，得到大比表面积的氮掺杂多孔碳材料。根据本发明的方法使用廉价、可再生的植物为碳和氮前体通过水热法来制备多孔氮掺杂碳材料。该方法制备工艺简单，无需任何活化剂或者模板剂，成本低廉、环境友好，操作简便，避免腐蚀性强、过渡金属价格高、重金属带来环境污染等问题，适合大规模生产。

主权项

1.一种基于生物质基含氮多孔碳的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：1)将生物质材料干燥，研磨成细粉；2)将得到的生物质材料粉末加入适量水中或低浓度的稀酸溶液中混合均匀，生物质与水或稀酸溶液的质量比为1:3至1:30；3)将步骤2)中得到的混合物转移到反应釜中，在水热反应条件下加热到100～300℃，保温1～72小时，冷却，洗涤得到褐色固体；4)将步骤3)中得到的固体进行干燥、研磨，然后在管式炉中进行煅烧，在惰性气体氛围中于300～1500℃范围内保温0.5～100小时；待管式炉降到室温后将样品取出，即得到大比表面积的氮掺杂多孔碳材料；步骤2)中所述低浓度的稀酸为硫酸、盐酸、硝酸、甲酸、醋酸或磷酸中的至少一种，酸的重量百分比浓度为0.1～50％，所述制备方法中不采用活化剂或其它氮源材料的其它反应物，仅采用生物质材料，在步骤1)中所述生物质材料为富含蛋白的植物，包括白薯叶、榆钱、蒲公英叶、黄花苗叶、黄麻叶、牛蒡叶、芦笋、竹笋、白花菜、菠菜、西兰花中的至少一种，其同时作为碳源和氮源。