[发明专利]一种以生物质为碳源凝胶法制备氮掺杂多孔纳米碳材料的方法

摘要

本发明公开了一种以生物质为碳源凝胶法制备氮掺杂多孔碳纳米材料的方法及其应用。所述制备方法选用大豆渣或大豆作为碳源，过渡金属盐作为凝固剂，使经过浸泡研磨煮沸得到的豆浆凝固，形成豆腐凝胶；经过真空冷冻干燥，在惰性气氛下高温碳化和活化，得到嵌入过渡金属的氮掺杂多孔纳米碳材料。本发明所述制备方法具有工艺操作简单、成本低廉、易实现大规模商业化生产的优点。所述方法制得的氮掺杂多孔纳米碳材料石墨化程度高，机械强度大、导电率高，嵌入金属纳米粒子，可应用于超级电容器、锂离子电池和催化、吸附等领域。

主权项

1.一种以生物质为碳源凝胶法制备氮掺杂多孔纳米碳材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n(1)将大豆渣或大豆在室温下浸泡，再将浸泡过的大豆渣或大豆与水按照质量比为1:7～10磨成豆浆，控制豆浆温度为80～100℃，加入过渡金属盐为凝固剂，制得豆腐凝胶；/n(2)将步骤(1)中制得的豆腐凝胶进行冷冻干燥处理；/n(3)将步骤(2)经过冷冻处理的豆腐凝胶在400～1000℃下热处理，并持续通入保护气体，碳化后制得预碳化材料；/n(4)将步骤(3)中制得的预碳化材料分散于水中，加入活化剂，并在室温条件下搅拌2～10h；所述预碳化材料与活化剂的质量比为1:1～5；所述活化剂为浓硫酸、浓硝酸、氢氧化钾、氯化锌、硫化钾、氯化铝、氯化铵、硼酸盐、氯化钙、氢氧化钙、三氧化二磷、氢氧化钠或草酸钾中的一种或几种；/n(5)将步骤(4)中制得的产物经干燥之后，在400～1000℃下进行二次热处理，并持续通入保护气体，将二次热处理后的产物洗涤至pH呈中性、干燥，得到所述的氮掺杂多孔纳米碳材料。/n