[发明专利]一种磷掺杂微生物改性生物质碳材料、制备方法及应用

权利要求书

1.一种磷掺杂微生物改性生物质碳材料，其特征在于：该磷掺杂微生物改性生物质碳材料是以微生物降解改性后的生物质材料为基材，与磷源溶液充分浸渍掺杂磷元素得到。

2.根据权利要求1所述的一种磷掺杂微生物改性生物质碳材料，其特征在于：所述生物质材料为木质生物质材料或草本生物质材料。

3.根据权利要求1所述的一种磷掺杂微生物改性生物质碳材料，其特征在于：所述微生物为细菌、真菌中产纤维素酶和/或木质素酶和/或半纤维素酶中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种磷掺杂微生物改性生物质碳材料，其特征在于：所述磷源溶液为植酸、磷酸、植酸钠、磷酸二氢钠中的至少一种。

5.一种权利要求1所述的磷掺杂微生物改性生物质碳材料的制备方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

(1)将用于提供微生物的菌液、生物质材料放入液体培养基中震荡培养，得到微生物降解过后的生物质材料；

(2)将微生物降解过后的生物质材料取出，烘干，在空气中进行预氧化，将其与磷源溶液充分浸渍后取出烘干；

(3)在惰性气氛下依次进行碳化、盐酸溶液处理，洗去金属杂质，然后用超纯水洗至中性后烘干，得到所述磷掺杂微生物改性生物质碳材料。

6.根据权利要求5所述的一种磷掺杂微生物改性生物质碳材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述液体培养基为LB液体培养基；所述液体培养基的pH为4-8；所述菌液与液体培养基的投料比为(0.5-5)mL:(10-200)mL；所述培养时间为10-240h，培养温度为20-50℃。

7.根据权利要求5所述的一种磷掺杂微生物改性生物质碳材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述预氧化温度为100-400℃，预氧化时间为0.5-6h；所述磷源溶液浓度为2-50％，浸渍时间为1-48h，浸渍温度为0-200℃；所述烘干温度为40-80℃。

8.根据权利要求5所述的一种磷掺杂微生物改性生物质碳材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述碳化温度为300-1500℃，碳化时间为0.5-72h，升温速率1-10℃/min；所述盐酸溶液的浓度为5-30％；所述烘干温度为30-80℃，烘干时间为6-36h。

9.一种权利要求1所述的磷掺杂微生物改性生物质碳材料的应用，其特征在于：应用于储能器件的负极或负极集流体。

10.根据权利要求9所述的一种杂微生物改性生物质碳材料的应用，其特征在于：所述储能器件为碱金属储能器件，所述碱金属储能器件为钠离子电池、金属钠电池、钾离子电池中的任一种。