三维多孔掺氮碳材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及三维多孔掺氮碳材料及其制备方法和应用，所述方法包括：将有机碳源和金属锡盐溶液加入到有机溶剂中，在40～80℃下搅拌30～120分钟后干燥，得到含有金属锡盐与有机碳源的前驱体；将所得含有锡金属锡盐与有机碳源的前驱体置于含有气相碳源的气氛中，在300～1000℃下进行CVD碳化热处理10分钟～12小时，再经酸刻蚀后得到三维多孔掺氮碳材料。本发明专利技术首次将金属锡盐与气相沉积法（CVD法）结合制备三维多孔掺氮碳粉末材料，其工艺简单，成本低廉，可控性强，重复性好，易于实现大规模生产。

Three dimensional porous nitrogen doped carbon materials and their preparation methods and Applications

The invention relates to a three-dimensional porous nitrogen-containing carbon material and preparation method and application thereof. The method comprises: organic carbon and metal tin salt solution is added into the organic solvent, at 40 to 80 DEG C under stirring for 30 to 120 minutes after the dry, get the precursor containing tin salt and organic carbon source; will the precursor is placed in the containing tin tin salt and organic carbon source gas containing carbon source in the atmosphere, in 300 ~ 1000 DEG C under CVD carbonization heat treatment for 10 minutes to 12 hours, the three-dimensional porous nitrogen doped carbon material obtained by acid etching. The first metal tin salt and vapor deposition method (CVD method) was used to prepare porous nitrogen doped carbon powder material, has the advantages of simple process, low cost, strong controllability, good repeatability, easy to realize large-scale production.

【技术实现步骤摘要】
三维多孔掺氮碳材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种三维多孔掺氮碳材料粉体的制备方法，具体地涉及一种化学气相沉积制备孔径可控的三维多孔碳粉体的方法，属于材料领域。
技术介绍
随着科学技术的发展，环境问题日益成为关注的焦点，主要包括三个方面：大气污染，水体污染，土壤污染。特别是大气中二氧化碳等温室气体的排放导致全球气候变暖、海平面上升、物种灭绝等一系列问题。诸多问题都源于人类不能有效的利用能源，所以对能源的高效、低成本利用及储存已成为二十一世纪人类发展的热点问题，在全球引起了广泛关注。作为绿色储能方式的锂电池以及超级电容器备受各界青睐，特别超级电容由于其具有功率密度大，能量密度适中，操作安全，循环寿命长，绿色的储能系统，吸引了广大科院研究人员以及各国政府部门的广泛关注，具有广泛的应用前景。多孔碳材料具有质量轻、比表面积大、韧性高、模量高、稳定性好、耐温高，耐酸碱、无毒、吸附能力好、易于加工等优良性能，因而被众多领域所关注。近几年来，碳材料学科的发展速度非常之快，特别是在新型绿色储能器件——超级电容器中的研究与应用。多孔碳材料是可以作为超级电容器核心部件的储能材料。与其他电极材料，诸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备三维多孔掺氮碳材料的方法，其特征在于，包括：将有机碳源和金属锡盐溶液加入到有机溶剂中，在40～80℃下搅拌30～120分钟后干燥，得到含有金属锡盐与有机碳源的前驱体；将所得含有锡金属锡盐与有机碳源的前驱体置于含有气相碳源的气氛中，在300～1000℃下进行CVD碳化热处理10分钟～12小时，再经酸刻蚀后得到三维多孔掺氮碳材料。

【技术特征摘要】
1.一种制备三维多孔掺氮碳材料的方法，其特征在于，包括：将有机碳源和金属锡盐溶液加入到有机溶剂中，在40～80℃下搅拌30～120分钟后干燥，得到含有金属锡盐与有机碳源的前驱体；将所得含有锡金属锡盐与有机碳源的前驱体置于含有气相碳源的气氛中，在300～1000℃下进行CVD碳化热处理10分钟～12小时，再经酸刻蚀后得到三维多孔掺氮碳材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机碳源选自聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、琼脂、三聚氰胺、蔗糖和葡萄糖中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇和丙醇中的至少一种，优选为乙醇，所述有机碳源和有机溶剂的质量比为（2～20）：1，优选（5～10）：1。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属锡盐选自金属锡的氧化物、氯化物、硝酸盐、草酸盐、乙酸盐中的至少一种，所述金属锡盐溶液的浓度为0.1～5mol/L，优选为0.5～2mol/L。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂和金属锡盐溶液的体积比为（2～30）：1，优选为（6～10）：1。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述CVD碳化热处理的温度为500～900℃，时间为10分钟～10...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄富强，王鹏，徐吉健，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31