[发明专利]一种多级孔氮掺杂多孔碳的制备方法

权利要求书

1.一种多级孔氮掺杂多孔碳的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：

（1）将4-乙烯基吡啶加入到适当的溶剂中搅拌溶解，得到4-乙烯基吡啶溶液；

（2）向4-乙烯基吡啶溶液中加入适量的模板剂，搅拌分散均匀，得到含有模板剂的4-乙烯基吡啶溶液；所用模板剂与4乙烯基吡啶的质量比为1:16~1:1；

（3）将FeCl3·6H2O加入到适当的溶剂中搅拌溶解，得到FeCl3·6H2O溶液；FeCl3·6H2O溶液的浓度为0.01~0.2 mol/L；浓度标准为所用原料中4乙烯基吡啶单体的摩尔质量与溶剂的体积比；

（4）将FeCl3·6H2O溶液加入到含有模板剂的4-乙烯基吡啶溶液中，搅拌一定时间然后经减压蒸馏、真空干燥得到碳化前驱体；交碳化前驱体中的Fe3+和4-乙烯基吡啶单体的摩尔比为1:8~8:1；

（5）将碳化前驱体置于石英舟中放入管式炉中，N2氛围下以一定程序升温至指定温度碳化，然后自然冷却得碳化产物；

（6）将碳化产物以酸液洗涤除去复合材料中残余的铁盐和模板剂，再用水洗至中性、过滤、真空干燥得到多级孔氮掺杂多孔碳。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，4-乙烯基吡啶为4-乙烯基吡啶单体或者不同分子量的4-乙烯基吡啶聚合物中的任意一种或以上的组合；所用溶剂为乙醇和去离子水中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，模板剂为纳米二氧化硅、碳酸钙、三氧化二铝、沸石分子筛或聚苯乙烯微球中的任意一种或以上的组合。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，FeCl3·6H2O溶液所用溶剂为乙醇或去离子水中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，搅拌时间为4~24 h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，升温程序为：以2~10 ℃的升温速率升温至400~1000℃，保温0~12 h后自然冷却。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（6）中，所用酸液为1~2 mol/L的盐酸、硫酸或氢氟酸中的一种；真空干燥温度为50~6℃。