[发明专利]一种无烟煤基氮掺杂多孔炭材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种无烟煤基氮掺杂多孔炭材料的制备方法，其特征在于，包括：

(1)将高阶无烟煤经过破碎、浮选、洗涤、干燥，得到灰分低于2.0wt％的超纯煤；

(2)将超纯煤进行球磨、筛分，得到粒径小于25μm的超纯煤粉作为碳前驱体；

(3)将碳前驱体与氢氧化钾和含氮有机单体球磨混合均匀；

(4)将步骤(3)所得混合物在惰性气氛或还原性气氛下进行预活化；

(5)将步骤(4)所得产物在惰性气氛或还原性气氛下进行二次活化，将所得的产物进行酸洗、水洗、干燥，得到无烟煤基氮掺杂多孔炭材料。

2.根据权利要求1所述的无烟煤基氮掺杂多孔炭材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的高阶无烟煤为ISO 11760煤炭分类中的无烟煤A、无烟煤B和无烟煤C中的一种、两种或者多种组合。

3.根据权利要求1所述的无烟煤基氮掺杂多孔炭材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的球磨处理的转速为50～1000rpm，球磨时间为0.1～48h。

4.根据权利要求1所述的无烟煤基氮掺杂多孔炭材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的含氮有机单体为尿素、缩二脲、缩三脲、双氰胺、三聚氰胺和三聚氰酸中的一种、两种或者多种组合。

5.根据权利要求1所述的无烟煤基氮掺杂多孔炭材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的碳前驱体、氢氧化钾和含氮有机单体的质量比为1∶(0.1～10)∶(0.1～10)。

6.根据权利要求1所述的无烟煤基氮掺杂多孔炭材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的球磨处理的转速为50～1000rpm，球磨时间为0.1～48h。

7.根据权利要求1所述的无烟煤基氮掺杂多孔炭材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述的预活化的温度为150～500℃，所述预活化的升温速率为0.5℃·min^-1～10℃·min^-1，预活化的反应停留时间为0.1～12h。

8.根据权利要求1所述的无烟煤基氮掺杂多孔炭材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述的二次活化的温度为700～1500℃，所述二次活化的升温速率为0.5℃·min^-1～10℃·min^-1，二次活化的反应停留时间为0.1～12h。

9.采用权利要求1～8任一项所述的制备方法得到的无烟煤基氮掺杂多孔炭材料。

10.权利要求9所述的无烟煤基氮掺杂多孔炭材料作为电极材料在超级电容器中的应用。