[发明专利]一种两步预碳化制备氮氧共掺杂生物质多孔碳材料的方法

摘要

本发明公开了一种两步预碳化制备氮氧共掺杂生物质多孔碳材料的方法，将作物颗粒洗净、烘干，放入刚性密闭容器中升温、加压，将作物颗粒膨化后装入反应釜中低温预碳化，再转移到氮气保护管式炉中进行二次预碳化；将预碳化后的产物与氢氧化钾混合均匀，氮气下高温处理后制得氮氧共掺杂生物质多孔碳材料。本发明分步预碳化有效保留了生物质的多级结构和内含杂原子，该生物质碳材料不仅具有超高的比表面积，且富含微孔及介孔结构和丰富的氮、氧掺杂位点，将其应用于锂硫电池，可以有效加快离子、电子的传输速率，增强对多硫化物的吸附能力，抑制穿梭效应，大幅提高电池性能。

主权项

1.一种两步预碳化制备氮氧共掺杂生物质多孔碳材料的方法，其特征在于具体步骤为：步骤S1：将作物颗粒洗净、烘干，放入刚性密闭容器中升温、加压，然后将容器打开与外界相通，使作物颗粒膨化，其中作物选用大米、玉米、高粱或大豆；步骤S2：将步骤S1膨化后的作物颗粒装入50毫升的反应釜中，加热至160‑240℃并保温12‑24小时，降温后将产物从反应釜中取出并转移至管式炉中，持续通氮气作为保护气，以1‑5℃/min的升温速率升温至450℃反应2‑5小时得到预碳化后的产物；步骤S3：将步骤S2得到的预碳化后的产物与氢氧化钾以1:3的质量比在研钵中研磨使其混合均匀，随后将混合物转移至管式炉中，在氮气条件下升温至700‑1000℃反应1.5‑3小时，再将所得产物洗涤、干燥后制得氮氧共掺杂生物质多孔碳材料。