一种沸石咪唑骨架材料衍生的氮掺杂多孔碳材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种沸石咪唑骨架材料衍生的氮掺杂多孔碳材料及其制备方法。其制备方法包括以下步骤：将六水合硝酸锌与二‑甲基咪唑分别分散在去离子水中在混合自组装生成二维的沸石咪唑骨架材料。将二维的沸石咪唑骨架材料置于氢氧化钾溶液中活化后置于氮气中两步高温煅烧，最终得到氮掺杂多孔碳材料。本发明专利技术的复合材料具有热稳定性好、水稳定性好、吸附效率高、不含金属等优点，是一种可以被广泛采用、能够高效处理抗生素废水的吸附剂，其制备方法具有操作简单、原料种类少、成本低等优点，符合实际生产需要，可用于低成本、大规模制备氮掺杂多孔碳材料。

【技术实现步骤摘要】
一种沸石咪唑骨架材料衍生的氮掺杂多孔碳材料及其制备方法
本专利技术属于非金属材料领域，涉及一种沸石咪唑骨架材料衍生的氮掺杂多孔碳材料及其制备方法。
技术介绍
金属有机骨架(MOF)是一种多孔材料，其孔隙率大，表面积大，孔隙结构可调，是在环境领域有着很大的应用前景。由于金属键和有机键的弱配位，金属有机骨架材料往往水稳定性不强。因此，对金属有机骨架材料进行改性对拓展其应用很有必要。金属有机骨架材料是一种很有前途的模板或前体，在惰性气体中高温热解，可以转化为稳定的多孔碳材料。在热解过程中，金属有机骨架材料中的有机连接物逐渐转变为碳材料，金属中心析出。值得注意的是，衍生的多孔碳材料继承了原有金属有机骨架材料的孔结构。然而，大部分金属有机骨架材料为微孔结构，可能导致通道堵塞，降低表面积利用率。热解策略下的化学活化(如氢氧化钾活化)可以产生大量的中孔或大孔。作为金属有机骨架(MOF)的一个子类，二维的沸石咪唑骨架(ZIF-L)可以在水中自组装生成，无需有机溶剂。二维的沸石咪唑骨架(ZIF-L)含有大量有序的氮元素且金属中心为锌元素可以在高温下挥发，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮掺杂多孔碳材料，其特征在于，由沸石咪唑骨架材料衍生而来；所述沸石咪唑骨架材料为ZIF-L。/n

【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂多孔碳材料，其特征在于，由沸石咪唑骨架材料衍生而来；所述沸石咪唑骨架材料为ZIF-L。


2.根据权利要求1所述的氮掺杂多孔碳材料，其特征在于，所述氮掺杂多孔碳材料的比表面积531.62m2/g～2402.53m2/g。


3.一种如权利要求1或2所述的氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、六水合硝酸锌、二-甲基咪唑分别溶于去离子水中；
S2、将步骤S1中的六水合硝酸锌溶液缓缓倒入二-甲基咪唑溶液中并搅拌，得到白色的沸石咪唑骨架(ZIF-L)；
S3、将0.5g沸石咪唑骨架(ZIF-L)置于10mL去离子水中并超声分散，再加入氢氧化钾溶液中搅拌并干燥，得到前驱体材料。
S4、将活化后的前驱体材料置于氮气氛围中二步煅烧，得到氮掺杂多孔碳材料。


4.根据权利要求3中所述的制备方法，其特征在于，所述六水合氯化锌与二-甲基咪唑的摩尔比为1∶8。


5.根据权利要求3中所述的制备方法，其特征在于，所述六水合氯化锌、二-甲基咪唑和去离子水的摩尔比为1∶4∶2264。


6.根据权利要求3～6中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述搅拌的转速为100r/min～200r/min；所述搅拌的时间为4h。


7.根据权利要求3中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述搅拌得到沸石咪唑骨架(ZIF-L)后还包括以下步骤：对搅拌后生成的产物进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟仁华，钟雪鑫，蔡红春，袁洁，彭诗阳，李俊杰，
申请(专利权)人：湖南垚恒环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43