The present invention provides a method for preparing nitrogen doped porous spherical disordered carbon materials, through the use of glycine and SiO2 as carbon source and nitrogen source and the template, after spray granulation in argon atmosphere after pyrolysis using NaOH etching, after washing to obtain the target product. In the spray drying process, the droplets of fine suspensions were rapidly dried into a spherical precursor composed of glycine and SiO2 at high temperature. In the process of high temperature pyrolysis in the argon atmosphere, the pyrolysis of the glycine will retain part of the carbon nitrogen bond, so as to achieve the effect of nitrogen doping. Porous carbon spheres prepared for mesoporous materials, pore size distribution concentrated around 10nm, carbon spheres with uniform diameter, diameter of about 1 3 m, the content of nitrogen doped is about 10.86%; nitrogen doped porous spherical disordered carbon prepared as anode materials of sodium ion battery has good electrochemical performance.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无机纳米材料合成领域。更具体的说,涉及用模板法来实现制备氮掺杂多孔球形无序碳的方法。
技术介绍
随着社会经济的高速发展,化石能源短缺和全球变暖等一系列资源环境问题逐渐开始暴露出来。在当今,这些日益恶化的资源环境问题,提醒人们,现在十分有必要关注解决能源问题。锂离子电池具有高的能量密度、高功率密度和长寿命等优点,已在便携式电子设备、电动汽车和混合动力汽车等领域得到广泛的应用。但是,由于锂资源在地球上的储量有限且分布不均,这些使得锂离子电池进一步的大规模应用受到限制,尤其是在大型储能设备和智能电网中的应用。而钠元素除了与锂元素具有相似的物理化学性能外,钠在地球上有十分丰富的储量,钠在地球中蕴藏量比锂要高4~5个数量级,加之环境友好、安全性高,因此钠离子电池的研究得到了广泛的关注。未来钠离子电池很有可能替代锂离子电池成为新一代储能方式。钠与锂是同主族元素,作为二次电池的能量载体,它们具有相似的嵌入脱出机理。然而,钠离子的半径比锂离子要大,这使得钠离子在电极材料中的嵌入和脱出变得困难。因此,寻找合适的材料作为钠离子电池的电极材料显得尤为重要。碳材料作为钠离子电池的负极材料相比其它钠离子负极材料,具有制备简单,经济低廉,来源丰富的优点。这些对于钠离子电池的大规模应用极为关键,也是其它钠离子负极材料不能替代的优点,比如金属氧化物(氧化锡、氧化铁和氧化钛等)、金属(锡和锑等)、硫化物(二硫化钼、硫化锡和硫化铁等)、非金属单质(主要是单质磷)以及钛酸钠等。碳材料主要包括石墨碳和非石墨碳两大类。其中石墨已经广泛应用于锂离子电池。相对于锂离子来说,钠离子的半径 ...
【技术保护点】
一种制备氮掺杂多孔球形无序碳材料的方法,其特征是具体步骤如下:1).将甘氨酸加入到去离子水中,制得浓度为0.3mol/L–0.5mol/L的甘氨酸溶液;2).将SiO2模板剂加入到步骤1制得的溶液中,磁力搅拌成悬浮液;3).将步骤2制得的悬浮液进行喷雾干燥;4).将干燥产物在氩气气氛下进行热解,热解温度为700℃–900℃;5).将热解产物使用NaOH溶液进行刻蚀以去除SiO2模板剂,煮沸刻蚀过程中伴随磁力搅拌;6).将刻蚀后的悬浮液使用去离子水反复洗涤至中性,干燥后得到氮掺杂多孔球形无序碳材料。
【技术特征摘要】
1.一种制备氮掺杂多孔球形无序碳材料的方法,其特征是具体步骤如下:1).将甘氨酸加入到去离子水中,制得浓度为0.3mol/L–0.5mol/L的甘氨酸溶液;2).将SiO2模板剂加入到步骤1制得的溶液中,磁力搅拌成悬浮液;3).将步骤2制得的悬浮液进行喷雾干燥;4).将干燥产物在氩气气氛下进行热解,热解温度为700℃–900℃;5).将热解产物使用NaOH溶液进行刻蚀以去除SiO2模板剂,煮沸刻蚀过程中伴随磁力搅拌;6).将刻蚀后的悬浮液使用去离子水反复洗涤至中性,干燥后得到氮掺杂多孔球形无序碳材料。2.如权利要求1所述的方法,其特征是所述步骤2)中SiO2的尺寸优选10nm–20nm。3.如权利要求1所述的方法,其特征是所...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙晓红,胡旭东,郑春明,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:发明
国别省市:天津;12
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