[发明专利]一种三维网状结构的自掺氮多孔碳材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种三维网状结构的自掺氮多孔碳材料，其特征在于：由壳聚糖，琼脂，戊二醛在酸性条件下常温搅拌得到自掺氮凝胶，经冷冻干燥，碱性无机物活化处理，碳化，洗涤，干燥制得，具有三维网状结构；所述的三维自掺氮多孔碳材料比表面积为1800~2200 m²g^-1。

2.一种三维网状结构的自掺氮多孔碳材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1）自掺氮凝胶的制备和干燥，将壳聚糖、琼脂按一定质量比例配制溶液，在酸性条件下常温搅拌一定时间，再滴入戊二醛，得到自掺氮凝胶后，进行冷冻干燥，得到干燥的自掺氮前驱体；

所述步骤1）壳聚糖，琼脂，的质量比为1:0~1，醋酸溶液的体积百分比为3%~6%，戊二醛的体积百分比为0.02%-0.07%，所述步骤1）常温搅拌的时间为1~4小时，所述步骤1）冷冻干燥条件为，冷冻温度为零下40~50℃，干燥时间为40~50小时；

步骤2）自掺氮凝胶的活化和碳化，将干燥的自掺氮前驱体和氢氧化钾按一定质量比混合，在一定条件下进行活化，得到活化的自掺氮前驱体，再放入管式炉，在一定条件下进行煅烧，得到碳化后的自掺氮凝胶；

所述步骤2）自掺氮前驱体：氢氧化钾的质量比为1:1~3，所述步骤2）活化的条件为在常温下搅拌0.1~1小时后，放置80~90摄氏度烘箱干燥6~24小时，所述步骤2）碳化的条件为氮气气氛下，以4~6℃/min升温到750~850℃保持2~4 h进行煅烧；

步骤3）三维网状结构的自掺氮多孔碳材料的制备，将碳化后的自掺氮凝胶，在一定条件下进行洗涤和干燥，得到基于壳聚糖的三维自掺氮多孔碳材料；

所述步骤3）洗涤和干燥的条件为用1mol/L 的盐酸溶液与去离子水反复洗涤3~5次后，在80~90℃条件下烘干10~20小时。