一种原位硫、氮共掺杂生物质碳纳米片的制备方法技术

本发明专利技术公开的一种原位硫、氮共掺杂生物质碳纳米片的制备方法，包括如下步骤：原料处理；在处理后的豆渣粉末中加入氮、硫源研磨混合，将混合产物放入反应器中在惰性气氛下煅烧，最后产品除杂。本发明专利技术制备方法简单，节约时间，原料来自广泛易得的生物质废弃物，相比较其它生物质源改性制备的碳材料其结构更好，呈碳纳米片层结构，运用于锂硫电池正极材料能够很大程度上提高电池的电化学性能；同时为该类生物质废弃物的高附加值产品的开发利用提供新方法。

Preparation of in-situ sulfur-nitrogen co-doped biomass carbon nanosheets

The invention discloses a preparation method of in-situ sulfur and nitrogen co-doped biomass carbon nanosheets, which comprises the following steps: raw material treatment; grinding and mixing of nitrogen and sulfur sources into the treated soybean residue powder, calcining the mixed products in a reactor in an inert atmosphere, and removing impurities in the final product. The preparation method of the present invention is simple, time-saving, and the raw material comes from widely available biomass waste. Compared with the carbon material prepared by other biomass source modification, the structure of the carbon material is better and has carbon nano-lamellar structure. The application of the carbon nano-lamellar structure in the cathode material of lithium-sulfur battery can greatly improve the electrochemical performance of the battery; at the same time, it can improve the development and utilization of the high value-added products of the biomass waste. For new methods.

【技术实现步骤摘要】
一种原位硫、氮共掺杂生物质碳纳米片的制备方法
本专利技术属于生物质碳材料制备
，具体涉及一种原位硫、氮共掺杂生物质碳纳米片的制备方法。
技术介绍
近年来，废弃生物质作为一种新型的可再生绿色资源慢慢进入人们的视野，废弃生物质用于制备碳材料的原料是现在热点研究方向。目前，研究较多的和应用比较广泛的新型生物质碳材料有木质基泡沫碳材料、功能活性碳材料、生物质衍生碳材料和生物质基多孔碳材料。生物质基多孔碳材料是重要的结构材料和功能材料，由于其具有高比表面积、高孔隙率、性能稳定，且其来源广泛，持续可再生等诸多优点受到科学界工作者的重视，被广泛应用于超级电容器、锂离子电池、氧还原催化剂、CO2捕获等诸多研究领域。目前生物质制备多孔碳材料的制备方法有很多种，典型的主要有以下几种：(1)活化法：包括物理活化法、化学活化法以及两者相结合的方法；(2)模板法：主要分为软模板法和硬模板法；(3)溶胶凝胶法；(4)聚合物共混碳化法；(5)水热合成法。比较常用的是活化法，活化反应温度不需要很高并且产量高，可以制备超高比表面积多孔碳材料，并且可以制备可调分布范围微孔结构的碳材料。生物质改性碳制备的例子很多，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原位硫、氮共掺杂生物质碳纳米片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：称取豆渣并用去离子水洗涤，之后干燥、研磨，得到预处理豆渣粉；步骤2：将步骤1中得到的预处理豆渣粉放入瓷方舟，之后置于管式炉进行预碳化煅烧，得到预碳化产物；步骤3：将步骤2中得到的预碳化产物与过硫酸铵混合研磨，之后置于管式炉进行碳化煅烧，然后冷却至室温，将得到的产物洗至中性、干燥，即得原位硫、氮共掺杂生物质碳纳米片。

【技术特征摘要】
1.一种原位硫、氮共掺杂生物质碳纳米片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：称取豆渣并用去离子水洗涤，之后干燥、研磨，得到预处理豆渣粉；步骤2：将步骤1中得到的预处理豆渣粉放入瓷方舟，之后置于管式炉进行预碳化煅烧，得到预碳化产物；步骤3：将步骤2中得到的预碳化产物与过硫酸铵混合研磨，之后置于管式炉进行碳化煅烧，然后冷却至室温，将得到的产物洗至中性、干燥，即得原位硫、氮共掺杂生物质碳纳米片。2.如权利要求1所述的一种原位硫、氮共掺杂生物质碳纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤1中所用的豆渣为豆类制作豆制品后形成的豆渣。3.如权利要求1所述的一种原位硫、氮共掺杂生物质碳纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的干燥在鼓风干燥箱内进行，干燥温度为40-100℃，干燥时间12h以上。4.如权利要求1所述的一种原位硫、氮共掺杂生物质碳纳米片的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的研磨方法选自手工研钵研磨法、小钢磨研磨法和球磨机球...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨蓉，甄强强，孟庆龙，李嘶晨，陈利萍，马良森，燕映霖，许云华，邹一鸣，邓七九，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61