[发明专利]制备氮掺杂多孔碳材料的方法及其应用

摘要

本发明公开了一种制备氮掺杂多孔碳材料的方法及其应用。本发明结合了离子液体的有低蒸汽压、热稳定性好、种类多，以及原位氮掺杂的可控性两方面的优点，以纤维素羧酸衍生物为质子酸，与不同结构的含氮有机碱进行酸碱中和反应，制备结构不同的布朗斯特酸性聚离子液体，热解各种结构的聚离子液体前驱体，可控制备不同结构的氮掺杂多孔碳材料。简单方便的通过有机碱的结构调控来调节纤维素羧酸衍生物质子型离子液体的结构，达到调控氮掺杂多孔碳材料及其前驱体中氮含量及氮种类的目的，从分子水平对纤维素羧酸衍生物进行了原位掺氮，解决了碳源与氮源不可控的关键问题，进而实现了制备含氮碳材料的高值化利用。

主权项

1.一种利用纤维素羧酸衍生物质子型离子液体为前驱体制备氮掺杂多孔碳材料的方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将纤维素羧酸衍生物、有机碱及水混合，在30‑60℃油浴下反应1‑24小时，合成纤维素羧酸衍生物质子型离子液体溶液，干燥得到A品；2)将A品粉碎，用乙酸乙酯溶剂清洗三次，40‑60℃真空干燥6‑24h得到纤维素羧酸衍生物质子型聚离子液体，即B品；3)将B品经过直接碳化法或两步法碳化处理，获得氮掺杂碳材料初产物，即C品；4)将C品用盐酸清洗去除杂质，再用纯水清洗，在80‑120℃真空干燥6‑24h，即得到氮掺杂多孔碳材料。