The invention discloses a one-step controllable method for preparing uniform porous nitrogen-doped carbon materials. Organic sugars and urea are used as raw materials, and the organic sugars and urea are melted in proportion to form a homogeneous system. Then the residual solvents are removed by drying, and then the organic sugars are polymerized and carbonized at high temperature, urea is decomposed to realize one-step synthesis of porous nitrogen-doped carbon materials. Cheng. The raw materials involved in this method are cheap and easy to obtain, and the synthesis process is simple and environmentally friendly. The obtained carbon materials have graded pore size of micropore and mesoporous, and can realize the controllable adjustment of nitrogen doping content, porosity and specific surface area. They have excellent optical, mechanical, electronic and energy storage capabilities, as well as the adsorption of sulfur and nitrogen-containing substances in gas adsorption, oil, electrode materials, catalyst carriers and so on. The field has good application prospects.
【技术实现步骤摘要】
一种一步制备多孔氮掺杂炭材料的方法
本专利技术属于新材料
,具体涉及一种一步制备多孔氮掺杂炭材料的方法。
技术介绍
炭材料具备较大的比表面积和丰富的孔容结构,以及丰富的表面官能团,使其在很多领域有着广泛的应用前景;而杂原子掺杂的特别是氮掺杂的炭材料由于含有丰富的含氮官能团,可进一步改善多孔炭材料的导电性和电催化活性,具备优异的光学、机械、电子、储能能力,在气体吸附、油中含硫及含氮物质的吸附、电极材料、催化剂载体等领域具备很好的应用前景。传统多孔炭材料(尤其微孔炭材料)涉及的制备过程比较复杂,通常包括气相沉积法、水热法和模板法等。气相沉积法主要将气态原料在反应室内反应,并沉积在晶片上形成所需炭材料;水热法是通常将炭源前驱体溶于水溶液中,在一定的温度和压力下,使得反应体系达到亚临界或者超临界流体状态,从而形成一系列孔道的炭材料;模板法一般是将炭源注入到模板的孔道中或者将模板占据,再通过热处理固定炭结构后将模板剂洗去从而得到了所需多孔炭材料。而在炭材料中引入氮又通常包括如下两种方法:一种是在苛刻的条件下形成炭材料,再将炭材料在含氮的气体或液体中进行高温处理;另一种是将含氮的有机物作为前驱体原料,在合成的过程中加入到炭材料中。目前,传统炭材料的制备方法存在合成工序复杂、过程不环保、孔径无法控制、不适用于大批量生产等问题,尤其在引入氮源后,更加大了工艺难度,并且步骤变得更加的繁琐,成本也相应提高。因此,一种以廉价原料通过绿色简便的方法合成氮掺杂炭材料的方法成为当今最迫切的需求。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于针对现有技术存在的不足,一步可控制备均匀多孔氮掺 ...
【技术保护点】
1.一种一步制备多孔氮掺杂炭材料的方法,包括如下步骤:1)将糖类和尿素混合并加热融化,得胶状物;2)将所得胶状物进行搅拌加热,得透明澄清的胶体溶液;3)将所得胶体溶液进行烘干,形成黑色蓬松泡沫状固体;4)将所得泡沫状固体进行研磨,然后在保护气氛中煅烧,冷却,即得多孔氮掺杂炭材料。
【技术特征摘要】
1.一种一步制备多孔氮掺杂炭材料的方法,包括如下步骤:1)将糖类和尿素混合并加热融化,得胶状物;2)将所得胶状物进行搅拌加热,得透明澄清的胶体溶液;3)将所得胶体溶液进行烘干,形成黑色蓬松泡沫状固体;4)将所得泡沫状固体进行研磨,然后在保护气氛中煅烧,冷却,即得多孔氮掺杂炭材料。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤1)中所述加热条件为80-100℃。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤2)中所述搅拌加热温度为100-120℃,搅拌条件为磁力搅拌。4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员:姜兴茂,熊春艳,刘富川,唐慧,高家俊,
申请(专利权)人:武汉工程大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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