[发明专利]一种氮掺杂多孔空心碳球二氧化碳吸附材料及其制备方法与应用

摘要

一种氮掺杂多孔空心碳球二氧化碳吸附材料及其制备方法和应用，将SiO₂球花加入到去离子水、无水乙醇和氨水的混合液中，超声振荡至SiO₂球花完全分散；然后加入盐酸多巴胺水溶液，室温搅拌均匀，过滤、洗涤后烘干，然后在于N₂气氛下，在700～900℃下处理2～4h，得到纳米复合球，最后将纳米复合球在氢氟酸中浸蚀除去SiO₂球花，过滤、洗涤至，烘干，得到氮掺杂多孔空心碳球CO₂吸附材料；吸附材料为多孔空心纳米碳球，多孔空心纳米碳球粒径为400nm左右、均一、规整，具有高氮含量、高分散规则形貌、高吸附性能、高比表面积、高孔容，其表面含丰富氨基活性位，可用于工业CO₂的高效吸附。

主权项

1.一种氮掺杂多孔空心碳球二氧化碳吸附材料的制备方法，其特征在于，将SiO₂球花加入到去离子水、无水乙醇和氨水的混合液中，超声振荡至SiO₂球花完全分散；然后加入盐酸多巴胺水溶液，室温搅拌均匀，过滤、洗涤后烘干，然后在N₂气氛下，自室温以3℃/min升温速率升温至700～900℃并处理2～4h，得到纳米复合球，最后将纳米复合球在氢氟酸中浸蚀除去SiO₂球花，过滤、洗涤，烘干，得到氮掺杂多孔空心碳球CO₂吸附材料；其中，SiO₂球花与去离子水、无水乙醇和氨水的混合液的比为0.1～0.2g：40mL；SiO₂球花与盐酸多巴胺的质量比为1:1；去离子水、无水乙醇和氨水的体积比为40:15:1；SiO₂球花通过以下过程制得：将溴化十六烷基吡啶加入到尿素水溶液中，在室温下搅拌形成均一溶液A；将正硅酸乙酯、环己烷、正戊醇混合，搅拌均匀，然后逐滴加入到均一溶液A中，室温搅拌均匀，得到微乳液，将微乳液于120℃下溶剂热晶化20h，过滤、洗涤，干燥后在600℃煅烧5h，得到SiO₂球花；溴化十六烷基吡啶和尿素的质量比为5:3；正硅酸乙酯、环己烷、正戊醇的体积比为9:100:5；环己烷与尿素的比为30mL：0.6g；尿素水溶液的浓度为0.6g/30mL；搅拌的速率为500‑700rmp。