[发明专利]一种生物质基氮掺杂多孔碳的制备方法及应用

摘要

本发明公开了一种生物质基氮掺杂多孔碳的制备方法及应用，该方法以价格低廉的纤维素氨基甲酸酯为原料，尿素为氮源，与氢氧化钠溶液混合均匀、干燥后形成溶胶，后经高温煅烧后制备出高比表面积、大孔容、多孔结构的生物质基氮掺杂多孔碳。经电镜照片显示：制备的材料为三维内交联的孔道结构，XPS和元素分析表明：氮元素成功的掺杂到碳基体中，氮含量为7.7‑15.5%，比表面积为700‑3700 m2/g。超级电容器实验表明：具有良好的电化学性能；污染物的吸附实验数据显示：该材料对染料污染物亚甲基蓝有较快的吸附速率和较大的吸附容量，吸附容量达到1520 mg/g。该方法制备简单，原料可再生，价格低廉，同时通过水洗煅烧后的样品得到副产品‑碳酸钠，可有效降低成本，提高经济效益。

主权项

1.一种生物质基氮掺杂多孔碳的制备方法，其特征在于按下列步骤进行：a、将氢氧化钠溶于水中搅拌溶解，加入尿素搅拌使其溶解，在温度5‑15℃下，加入纤维素氨基甲酸酯，机械剧烈搅拌10‑15 min，得到均匀的溶胶液，将溶胶液置于容器中，进行干燥，温度60‑80℃，干燥时间5‑10 h，得到溶胶，其中氢氧化钠、尿素和纤维素氨基甲酸酯的质量比为1:3‑5:1；b、在氮气保护下，将步骤a中干燥后的溶胶置于管式炉中煅烧，以温度5℃/min的升温速率升到550℃，保温1 h后，再升温至700‑900℃，保温1 h，得到黑色固体，再将黑色固体经水洗，10 wt%盐酸水洗至中性，温度120℃干燥4 h，即得到生物质基氮掺杂多孔碳。