【技术实现步骤摘要】
一种微藻生物基氮掺杂碳材料及其制备方法与应用
本专利技术属于生物质碳吸附材料制备和储能
,涉及一种微藻生物基氮掺杂碳材料及其制备方法与应用,具体涉及一种微藻生物基氮掺杂碳材料及其制备方法与在吸附气体和双电层超级电容器中的应用。
技术介绍
自从人们发现微藻可以作为新一代可再生能源以后,对微藻的关注和研究就开始日益增多。在所有利用微藻的方法中,水热碳化法被认为是一种最适合微藻转化的方法。根据目前的研究成果,水热碳化的反应机理和优势已经在许多已发表的文章中被充分的归纳总结。众所周知,生物态微藻具有较高的含水量,水热碳化可以免除将微藻烘干所带来的额外的工艺操作以及能源消耗。与含量为木质纤维素的生物质材料相比,微藻在相对温和的条件下,也能产生具有较高能量的疏水产物。所产生的生物质半焦,有较高的应用潜力,可以用来升级、气化、深加工或直接作为燃料燃烧。现有的碳材料自身作为吸附剂与超级电容器,虽然成本较低,但吸附效果和储能性质均不能满足商业需求,而使用贵金属改性虽可以在性能上满足商业需求,但是高昂的价格阻碍了碳材料的推广,使其 ...
【技术保护点】
1.一种微藻基生物质氮掺杂碳材料,其为掺杂有氮元素多孔碳材料,且其孔道结构属于介孔结构。/n
【技术特征摘要】
1.一种微藻基生物质氮掺杂碳材料,其为掺杂有氮元素多孔碳材料,且其孔道结构属于介孔结构。
2.根据权利要求1所述的氮掺杂碳材料,其特征在于,所述微藻基生物质氮掺杂碳材料中氮元素含量为2.9wt%,比表面积为1893.26m2·g-1,在0℃下CO2吸附量最为4.18-5.72mmol·g-1;在双电层超级电容器体系中,在1A·g-1的高电流密度下,比电容为303.75-335.7F·g-1。
3.一种微藻基生物质氮掺杂碳材料的制备方法,其包括:
步骤A,将干燥的微藻粉与葡萄糖和水混合后,进行第一次碳化,对产物过滤分离,并将固相产物干燥后,获得半焦;
步骤B,将半焦与固体KOH混合研磨后,在氮气氛围下,升温至碳化温度后,进行第二次碳化,获得微藻基生物质氮掺杂碳材料前体;
步骤C,将微藻基生物质氮掺杂碳材料前体置于盐酸中,搅拌,过滤,洗涤,干燥,获得微藻基生物质氮掺杂碳材料。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在步骤A中,微藻粉与葡萄糖的质量比为1∶1;和/或,基于微藻粉和葡萄糖的总量计,水的加入量为10-12mL/g。
5.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,在步骤A中,第一次碳化的温度为150-200℃;和/或,第一次碳化的时间为24-28h;和/或,所述干燥的温度为60℃;和/或,所述干燥的时间≥...
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