[发明专利]氮硫掺杂的多孔碳材料和其制备方法及应用

权利要求书

1.一种氮硫掺杂的多孔碳材料，其特征在于，是以N-羧甲基壳聚糖为碳源和氮源，噻吩为硫源，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为补充氮源和硫源，制得N/S掺杂壳聚糖前驱体，之后在氯化钠和硅酸钠为硬模板，醋酸钾为活化剂条件下，煅烧得到氮硫掺杂的多孔碳材料。

2.如权利要求1所述的氮硫掺杂的多孔碳材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在反应瓶中加入N-羧甲基壳聚糖和水，搅拌均匀后加入十二烷基苯磺酸钠、过硫酸铵，搅拌溶解，通入氮气，升温至60℃，氮气保护下滴加2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和N-对溴苯基甲基丙烯酰胺，搅拌反应5h，冷却后产物倒入无水乙醇中，过滤，之后再抽提、真空干燥、研磨过筛，得聚(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸-co-N-对溴苯基甲基丙烯酰胺)接枝壳聚糖；

S2、将得到的聚(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸-co-N-对溴苯基甲基丙烯酰胺)接枝壳聚糖和四氢呋喃加到烧瓶中，通入氮气，加入2-三丁基锡-4-己基噻吩和二氯二三苯基邻钯，升温至80℃反应24h，冷却后旋蒸除去溶剂，之后用水和四氢呋喃洗涤，真空干燥，即得N/S掺杂壳聚糖前驱体；

S3、将N/S掺杂壳聚糖前驱体与醋酸钾、氯化钠和硅酸钠加入到去离子水中，搅拌均匀，随后蒸干水分得到固体混合物，固体混合物在氮气下，于500～800℃煅烧2h，将得到的固体研磨后用水和乙醇洗涤三次，烘干后即得氮硫掺杂的多孔碳材料。

3.如权利要求2所述的氮硫掺杂的多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，N-羧甲基壳聚糖在水中的质量分数为1.5～2％。

4.如权利要求3所述的氮硫掺杂的多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，十二烷基苯磺酸钠、过硫酸铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和N-对溴苯基甲基丙烯酰胺与N-羧甲基壳聚糖的质量比为0.03～0.05:0.2:1～4:6～10:1。

5.如权利要求2所述的氮硫掺杂的多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，聚(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸-co-N-对溴苯基甲基丙烯酰胺)接枝壳聚糖和2-三丁基锡-4-己基噻吩的质量比为10:0.5～1.5。

6.如权利要求2所述的氮硫掺杂的多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，N/S掺杂壳聚糖前驱体与醋酸钾、氯化钠和硅酸钠的质量比为1:1:10:0.5。

7.如权利要求2所述的氮硫掺杂的多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，煅烧条件为500～650℃，升温速率5℃/min，保持650℃煅烧20min；650～750℃，升温速率2℃/min，保持760℃煅烧20min。

8.如权利要求1所述的氮硫掺杂的多孔碳材料在工业废水吸附处理中的应用。