[發明專利]一種磷摻雜生物質分級孔炭材料的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201710764307.2
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN108529587B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 徐斌;胡龍豐
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;H01M4/587;H01G11/24;H01G11/44
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1.一種磷摻雜生物質分級孔炭材料，其特征在于：所述炭材料是以生物質為碳源，以植酸鹽為模板和磷摻雜劑制備的微孔、介孔互穿網絡結構分級孔炭材料：所述生物質碳源為木屑、香蕉皮、秞子皮、秸桿、玉米芯中的一種或幾種植酸鹽為植酸鈉、植酸鉀、植酸鈣、植酸鐵、植酸鋅、植酸鎂、植酸鈣鎂中的一種或幾種；所制備的磷摻雜生物質分級孔炭材料比表面積在800～2100m²/g、孔容0.4～3.1cm³/g且孔徑在0.5～100nm分布、磷含量在1.8～10.3％。

2.一種磷摻雜生物質分級孔炭材料的制備方法，其特征在于：制備過程包括以下步驟：

(a)將生物質材料干燥、破碎至10-200目；

(b)將植酸鹽配制成濃度為0.1～10mol/L的水溶液；

(c)將上述(a)所得生物質材料干粉加入到所述(b)的植酸鹽水溶液中浸漬2～20小時；

(d)將上述(c)所得浸漬物在110-180℃干燥2-10h；

(e)將上述(d)干燥的浸漬物在惰性氣體保護下升溫至500-1500℃并恒溫處理1-10h；

(f)對上述(e)所得物料分別用酸煮、去離子水煮數小時，洗滌至中性，干燥，得到磷摻雜生物質分級孔炭材料。

3.根據權利要求2所述的一種磷摻雜生物質分級孔炭材料的制備方法，其特征在于，步驟(a)中對生物質進行干燥處理為40～150℃下鼓風干燥5～20h。

4.根據權利要求2所述的一種磷摻雜生物質分級孔炭材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(c)中生物質材料與植酸鹽按1∶1～10的質量比計算，優選浸漬時間為4-10h。

5.根據權利要求2所述的一種磷摻雜生物質分級孔炭材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(e)中的惰性氣體為氬氣、氦氣、氖氣中的任意一種或幾種的混合。

6.根據權利要求2所述的一種磷摻雜生物質分級孔炭材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(f)中使用的酸為鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、草酸中的一種或幾種；濃度為1～3mol/L。

7.根據權利要求2所述的一種磷摻雜生物質分級孔炭材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(f)中使用80℃～150℃的真空干燥或鼓風干燥器對洗滌后的碳化物干燥7～16h。