一种极微孔多孔碳材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种极微孔多孔碳材料的制备方法，本发明专利技术通过空气氧化法对单糖或水热碳材料进行处理，以实现对碳材料表面含氧官能团的调变，显著增加水热碳表面可进行离子交换的官能团(如羧基、酚羟基等)的含量，为后续离子型化学法活化过程提供离子交换位点，进而通过离子交换法实现碱金属离子的原子级分散，有效减少活化剂的用量，最终合成富含极微孔的多孔碳材料。实验结果表明，本发明专利技术提供的制备方法活化剂用量(折算成工业KOH化学活化法用量)约为碳前驱体质量的0.1～0.3，制备得到的极微孔多孔碳材料富含中孔径为0.7nm以下的极微孔。

A microporous porous carbon material and its preparation method

The invention provides a preparation method of ultra micro porous carbon material, the invention by air oxidation of monosaccharide or hydrothermal carbon materials for processing, in order to achieve the oxygen containing functional groups on the surface of the carbon material transfer, significantly increased the surface functional groups of hydrothermal carbon for ion exchange (such as carboxyl, phenol hydroxyl etc.) content, provide ion exchange sites for subsequent ionic chemical activation process, so as to realize the atomic level of alkali metal ions by ion exchange method of dispersion, effectively reduce the amount of activator, the final synthesis of porous carbon materials rich in micropores. The experimental results show that the dosage of activator (converted to industrial KOH chemical activation method) provided by the invention is about 0.1 to 0.3 of the mass of the precursor of carbon, and the prepared microporous porous carbon material is rich in extremely tiny pores with a diameter less than 0.7nm.

【技术实现步骤摘要】
一种极微孔多孔碳材料及其制备方法
本专利技术涉及多孔碳材料制备
，特别涉及一种极微孔多孔碳材料及其制备方法。
技术介绍
CO2作为最主要的温室气体，如今在大气中的含量与日俱增，导致了全球变暖等一系列环境问题，严重威胁到了人类的生存发展，因此对CO2的捕集与封存变得尤为重要。目前，CO2捕集技术主要有吸收法、膜分离法和吸附法等。吸收法对设备腐蚀性大，再生能耗高，同时受温度的制约；膜分离法普遍成本较高，限制其应用；而吸附法表现出巨大的优势，备受研究者的青睐。吸附法技术的核心在于多孔固体吸附剂，目前应用于CO2吸附的固体吸附剂主要有金属有机框架材料(MOFs)、分子筛、多孔碳材料和高温碱金属或碱土金属复合氧化物。相比之下，多孔碳材料由于其出色的CO2吸附性能，发达的孔隙结构、较低的经济成本、丰富的原料来源、良好的化学和热稳定性、较低的再生能耗以及结构可控性等优势，成为最具工业应用前景的CO2固体吸附剂。通过水热碳化生物质资源的方式，可以在温和的反应条件下将生物质转化为碳材料以及高价值化学品，近年来引起业内研究人员的广泛关注。首先，原料来源广泛，各种各样的生物质、工业原料或者废物都可被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种极微孔多孔碳材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将单糖在空气中进行高温氧处理，得到氧处理碳材料；(2)将所述步骤(1)得到的氧处理碳材料与碱金属氢氧化物和水混合后进行置换反应，得到置换碳材料；(3)将所述步骤(2)得到的置换碳材料进行活化，得到极微孔多孔碳材料。

【技术特征摘要】
1.一种极微孔多孔碳材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将单糖在空气中进行高温氧处理，得到氧处理碳材料；(2)将所述步骤(1)得到的氧处理碳材料与碱金属氢氧化物和水混合后进行置换反应，得到置换碳材料；(3)将所述步骤(2)得到的置换碳材料进行活化，得到极微孔多孔碳材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)替换为：将单糖的水溶液在密闭容器中进行水热反应，得到预碳化材料；将所述预碳化材料在空气中进行高温氧处理，得到氧处理碳材料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为160～200℃，水热反应的时间为10～24h。4.根据权利要求1～3任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述单糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖中的一种或多种。5.根据权利要求1～3任...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振，阎子峰，邢伟，乔柯，张震，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37