[发明专利]一锅法制备高比表面积、高孔体积和高氮含量的氮掺杂碳材料的方法

摘要

本发明公开了一锅法制备高比表面积、高孔体积和高氮含量的氮掺杂碳材料的方法，该方法以生物质废弃物（蔗渣）为碳源，调控KOH与尿素比例，一锅法制备比表面积、孔体积和氮含量可调控的氮掺杂碳材料。将经KOH和尿素浸渍过的蔗渣置于氩气环境的管式炉中高温碳化，收集得到的粉体材料经洗涤和干燥后，得到目标产物（多孔的氮掺杂碳材料）。本发明通过调节KOH和尿素比例，实现氮掺杂碳材料的比表面积、孔体积与氮含量的有效控制。本发明操作流程简便、原料价格低廉、且环境友好，所得到的材料比表面积极高（>2000 m2/g），微孔孔体积大（>1 cm3/g）和氮掺杂含量高（>7%），是一种极具潜力的制备方法。

主权项

一锅法制备高比表面积、高孔体积和高氮含量的氮掺杂碳材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）蔗渣、KOH和尿素的浸渍混合：将粉碎的蔗渣、KOH和尿素加入水中，混合均匀，磁力搅拌，再旋转蒸发除去多余的水分，得前驱体混合物，然后移入铜箔中等待煅烧；（2）前驱体混合物热分解：将装有前驱体混合物的铜箔送入管式炉中，通入氩气或氮气保护气体，将前驱体混合物煅烧，然后自然冷却至室温；（3）碳材料的洗涤和干燥：将煅烧得到的碳材料研磨后，移入圆底烧杯中，加入盐酸于圆底烧瓶中，常温下磁力搅拌，抽滤后得到黑色物质，将黑色物质水洗至滤液至中性并真空干燥，得到多孔的氮掺杂碳材料。