[发明专利]一种以生物质为碳源制备多孔纳米碳材料的方法

权利要求书

1.一种以生物质为碳源制备多孔纳米碳材料的方法，其特征在于以丝瓜络为原料制备高性能多孔纳米碳材料，方法如下：

一、首先称取丝瓜络，然后在惰性气体气氛下、温度为200～600℃的条件下煅烧至黑色纤维状，煅烧时间为30～60min，进行预碳化；

二、向步骤一中预碳化后的丝瓜络中加入活化剂，在温度为30～50℃、搅拌速度为50～300r/min条件下搅拌4～10h，得到前驱体；之后将生成的前驱体在50～100℃条件下，干燥6～12h，得到中间产物；其中，丝瓜络与活化剂的质量比为1:1～5；

三、将步骤二得到的中间产物进行热处理，得到产物，其中热处理的条件为：在升温速率为1～20℃/min的条件下，升温至600～1400℃，在惰性气体流量为30～200mL/min的条件下，热处理30min～6h；

四、用酸浸法处理步骤三所得产物，然后将酸浸法处理后的产物用蒸馏水洗至pH为7.0，在60～150℃的条件下干燥6～10h，或在40～80℃真空干燥6～10h，得终产物，即为以生物质为碳源制备多孔纳米碳材料。

2.根据权利要求1所述的一种以生物质为碳源制备多孔纳米碳材料的方法，其特征在于步骤一中所述的预碳化温度为在200～600℃范围内的任意温度。

3.根据权利要求1所述的一种以生物质为碳源制备多孔纳米碳材料的方法，其特征在于步骤二中所述的溶剂为水、乙醇中的一种或两种按任意比例混合而成的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种以生物质为碳源制备多孔纳米碳材料的方法，其特征在于步骤二中所述的活化剂为氢氧化钾、磷酸、氯化锌、硫酸、硫化钾、氯化铝、氯化铵、硼酸盐、硼酸、氯化钙、氢氧化钙、氯化氢、硝酸、三氧化二磷、高锰酸钾、氢氧化钠中的一种或几种按任意比混合而成的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种以生物质为碳源制备多孔纳米碳材料的方法，其特征在于步骤二中所述的丝瓜络与活化剂的质量比为1:5、1:4、1:3、1:2或1:1。

6.根据权利要求1所述的一种以生物质为碳源制备多孔纳米碳材料的方法，其特征在于步骤一和三中所述的惰性气体为氮气、氩气、氦气中的一种或者其中几种按任意比例混合而成的气体。

7.根据权利要求1所述的一种以生物质为碳源制备多孔纳米碳材料的方法，其特征在于步骤四中所述的酸浸法步骤如下：室温条件下，将步骤三得到的产物加入到质量浓度为30％～60％的酸液中超声30min～2h，即完成酸浸处理，其中，酸溶液为盐酸溶液、硝酸溶液、磷酸溶液或者醋酸溶液，产物与酸溶液的质量体积比为1g：25mL。

8.根据权利要求7所述的一种以生物质为碳源制备多孔纳米碳材料的方法，其特征在于所述的超声30min～2h，是在超声频率为3～30KHz、超声功率为200～700W条件下，进行的。

9.根据权利要求1所述的一种以生物质为碳源制备多孔纳米碳材料的方法，其特征在于步骤四中所述的真空干燥条件为：在50～80℃的温度下真空干燥6～8h。

10.根据权利要求1或9所述的一种以生物质为碳源制备多孔纳米碳材料的方法，其特征在于步骤四中所述的真空干燥的真空度为0～-0.05MPa。