[发明专利]一种氮硫共掺杂多孔碳材料及其制备方法和应用

权利要求书

1. 一种氮硫共掺杂多孔碳材料，其特征在于：由葡萄糖、三聚氰胺、二甲基亚砜和浓硫酸，经质子化处理、溶解、加热反应、过滤、洗涤、干燥得含氮硫前驱体，然后加入到碱性无机物溶液浸泡后煅烧活化后，经研磨、洗涤、干燥制得，所得氮硫共掺杂多孔碳材料的比表面积范围在1203.9~1932.1 m² g^-1，平均孔径分布均一，分布在1.421-3.627 nm范围内。

2.一种氮硫共掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1）三聚氰胺的质子化处理，将三聚氰胺在一定条件下低温碳化后，将碳化产物溶于浓硫酸搅拌一段时间，然后稀释、过滤、洗涤至中性，干燥得到质子化处理过的三聚氰胺；

步骤2）含氮硫前驱体的制备，将步骤1）所得到的质子化处理过的三聚氰胺与葡萄糖和二甲基亚砜按一定质量比加入到去离子水中超声分散，搅拌溶解，之后在一定条件下反应，将产物过滤、洗涤、烘干得到含氮硫前驱体；

步骤3）含氮硫前驱体的活化，将含氮硫前驱体和碱性无机物按一定质量比混合，放入去离子水中搅拌、浸泡，烘干之后在一定条件下煅烧活化，得到活化的含氮硫前驱体的材料；

步骤4）含氮硫前驱体的后处理，将上述活化的含氮硫前驱体的材料用浓度为10~20wt%的稀盐酸浸泡，经过洗涤、过滤、烘干、研磨得到氮硫共掺杂多孔碳材料。

3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1）三聚氰胺低温碳化的条件为在200~300 ℃温度下，低温碳化2~4 h，所述步骤1）三聚氰胺碳化产物溶于浓硫酸中搅拌的时间为4-6 h。

4. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2）的质子化处理后的三聚氰胺、葡萄糖、二甲基亚砜质量比为（1~4）：4：2，所述步骤2）反应条件为反应温度为160~180℃，反应时间为6~8 h。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3）含氮硫前驱体和碱性无机物的质量比为1.0：（1.0~4.0），所述步骤3）碱性无机物为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、氯化锌中的任意一种或多种的混合。

6. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3）的煅烧活化条件为活化温度为600~800 ℃，升温速率为3~5 ℃/min，活化时间为2~4 h。

7. 一种氮硫共掺杂多孔碳材料作为超级电容器电极材料的应用，其特征在于：当电流密度为1 A g^-1时，比电容值范围在180~293 F g^-1。