[發明專利]一種金屬氧化物/碳材料復合物及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710924456.0
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN109589979A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 蔡莊;王鵬;趙曦;鄒金龍;代瑩;楊柳;林宇慧
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: B01J23/75
• 分類號: B01J23/75;B01J37/03;C02F1/461;B01J37/08;B01J37/02
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 劉冬梅;路永斌

1.一種金屬氧化物/碳材料復合物，其特征在于，

所述金屬氧化物為過渡金屬的氧化物或鑭系金屬的氧化物，

所述碳材料為多孔碳，

所述金屬氧化物的質量含量為1％～10％。

2.根據權利要求1所述的復合物，其特征在于，所述金屬氧化物為鐵、鈷、錳、鎳、鈦、釔、鈰、鋯、鋱、鐠的氧化物中的一種，優選為鈷的氧化物，

所述碳材料為生物質多孔碳。

所述金屬氧化物的質量含量為3％～7％，優選為5％。

3.一種制備權利要求1或2所述的金屬氧化物/碳材料復合物的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟(1)，制備碳材料；

步驟(2)，將金屬鹽溶解，加入碳材料；

步驟(3)，在步驟(2)的體系中加入沉淀劑，攪拌；

步驟(4)，將步驟(3)得到混合物進行后處理，再進行煅燒，得到金屬氧化物/碳材料復合物。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(1)中還包括以下步驟：

步驟(1-1)，將制備碳材料的原材料進行前處理；

步驟(1-2)，將步驟(1-1)中經過前處理的原材料預炭化處理；

步驟(1-3)，預炭化處理結束后，加入活化劑，進行活化；

步驟(1-4)，對活化后的產物進行后處理，得到碳材料。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，

在步驟(1-1)中，所述制備碳材料的原材料為生物質材料，優選為木材、果皮、果核、稻殼等中的一種或多種，更優選為果皮，尤其優選為柚子皮，

在步驟(1-2)中，所述預炭化處理在設定溫度下進行，設定溫度為400℃～600℃，優選為500℃，和/或

通過一定的升溫速度升溫至所述設定溫度，所述升溫速度為3℃/min～10℃/min，優選為4℃/min～8℃/min，更優選為5℃/min，

在步驟(1-3)中，將經預炭化處理后得到的物質用水清洗，干燥后，再加入活化劑，

加入的活化劑的質量為干燥后的物質的1～2倍，優選為1.5倍，和/或

所述活化劑為氯化鋅、氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鉀和碳酸鈣中的一種或多種，優選為氫氧化鉀。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，

步驟(1-2)中，在隔絕氧氣的條件下升溫至設定溫度，保溫，進行預炭化處理，

優選通入惰性氣體隔絕氧氣，更優選通入氮氣，在氮氣保護下進行預炭化處理，和/或

保溫時間為0.5h～2h，優選為0.5h～1.5h，更優選為1h，和/或

惰性氣體的流量為40mL/min～80mL/min，優選為50mL/min～70mL/min，更優選為60mL/min。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，

步驟(1-3)中，加入活化劑后混合浸漬，放置20h～30h，優選為22h～28h，更優選為24h，

所述活化在設定活化溫度下進行，活化溫度為600℃～900℃，優選為700℃～850℃，更優選為800℃，和/或

活化時間為0.5h～2h，優選為1h，和/或

通過一定的升溫速度達到活化溫度，所述升溫速度為3℃/min～10℃/min，優選為4℃/min～8℃/min，更優選為5℃/min。