基于狗尾草的生物基碳材料的掺杂方法及其应用技术

本发明专利技术属于生物基碳材料技术领域，特别涉及一种基于狗尾草的生物基碳材料的掺杂方法，包括如下步骤：将狗尾草在惰性气体氛围下，在200‑1000℃下碳化3‑10h，得到狗尾草碳材料；将狗尾草碳材料与活化剂研磨后得到的混合物与活化剂在惰性气体保护下于200‑1000℃反应3‑10h，即得狗尾草生物基碳材料；将狗尾草生物基碳材料、掺杂化合物、溶剂混合，在惰性气体氛围下，在60‑240℃下微波反应3‑8h，得到狗尾草生物基微波掺杂碳材料。本发明专利技术提供的基于狗尾草生物基碳材料的掺杂方法反应温度低、掺杂率高，工艺简单、产率大，适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
基于狗尾草的生物基碳材料的掺杂方法及其应用
本专利技术属于生物基碳材料
，特别涉及一种基于狗尾草的生物基碳材料的掺杂方法及其应用。
技术介绍
生物质碳材料具有良好的机械性能，但部分碳材料由于没有能带隙，其导电性不能像传统的半导体一样完全被控制，而且表面呈惰性，不利于与其他材料的复合，因此，现有技术往往通过掺杂使主要载流子变成电子型或空穴型，进而打开生物质碳材料的带隙，提高碳材料的导电性、稳定性、表面化学活性以及能量密度，使生物质碳材料的应用多元化。专利CN107680832A公开了一种氮掺杂碳材料的制备方法，包括以下步骤：以木质素为碳源，三聚氰胺为氮源，醛为添加剂，在碱性条件下合成氮掺杂木质素树脂前驱体；将氮掺杂木质素树脂前驱体经加热加压处理得到预处理树脂前驱体，将预处理树脂前驱体在催化剂的作用下经热解处理得到粉末状颗粒，再酸洗烘干即得。专利CN108529621A公开了一种氮掺杂多孔碳材料的制备，包括如下步骤：将银杏叶置于管式炉中低温碳化，得到碳前驱体，将碳前驱体与含氮化合物和碱性无机物混合，在去离子水中浸泡后烘干，在氮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于狗尾草的生物基碳材料的掺杂方法，其特征在于，包括如下步骤：/n将狗尾草在惰性气体氛围下，在200-1000℃下碳化3-10h，得到狗尾草碳材料；/n将狗尾草碳材料与活化剂研磨后得到的混合物与活化剂在惰性气体保护下于200-1000℃反应3-10h，即得狗尾草生物基碳材料；/n将狗尾草生物基碳材料、掺杂化合物、溶剂混合，在惰性气体氛围下，在60-240℃下微波反应3-8h，得到狗尾草生物基微波掺杂碳材料。/n

【技术特征摘要】
1.基于狗尾草的生物基碳材料的掺杂方法，其特征在于，包括如下步骤：
将狗尾草在惰性气体氛围下，在200-1000℃下碳化3-10h，得到狗尾草碳材料；
将狗尾草碳材料与活化剂研磨后得到的混合物与活化剂在惰性气体保护下于200-1000℃反应3-10h，即得狗尾草生物基碳材料；
将狗尾草生物基碳材料、掺杂化合物、溶剂混合，在惰性气体氛围下，在60-240℃下微波反应3-8h，得到狗尾草生物基微波掺杂碳材料。


2.根据权利要求1所述的掺杂方法，其特征在于，还包括以下步骤：
采用真空抽滤，用去离子水将狗尾草生物基微波掺杂碳材料中的反应溶剂清洗干净，得到狗尾草生物基微波掺杂碳材料浆料，狗尾草生物基微波掺杂碳材料浆料通过冷冻干燥，得到狗尾草生物基微波掺杂碳材料粉末。


3.根据权利要求1或2所述的掺杂方法，其特征在于，所述微波反应器的反应程序为：以40-60℃保持20-40min，然后升温至100-140℃，保持20-40min，再升温至150-240℃，保持180-420min。


4.根据权利要求3所述的掺杂方法，其特征在于，所述掺...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宇，彭粤海，杨卓鸿，楚状状，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44