一种木质素基双金属功能化碳材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于生物质材料技术领域，公开了一种木质素基双金属功能化碳材料及其制备方法和应用。提供了一种木质素经羧酸化改性后与过渡金属配位形成金属‑羧酸化木质素基超分子前驱体，然后与非金属杂原子共掺杂经高温碳化的木质素基金属功能化碳材料的制备方法。该方法包括以下步骤：S1.将羧酸化后的木质素与铁和钴金属盐溶液配位结合得到双金属‑羧酸化木质素基超分子前驱体；S2.将金属‑木质素基超分子前驱体进行非金属掺杂和高温碳化处理得到改性木质素基金属功能化碳材料。采用本发明专利技术的制备方法得到的羧酸化木质素基金属功能化碳材料制备的电催化析氧电极表现出优异的催化活性。

【技术实现步骤摘要】
一种木质素基双金属功能化碳材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及生物质材料
，更具体地，涉及一种木质素基双金属功能化碳材料及其制备方法和应用。
技术介绍
电催化制氢的高效催化剂主要为贵金属及其氧化物，如Pt、Ir、Ru、IrO2、RuO2等，但它们的稀缺性和高成本限制了其广泛使用。因此，研究开发资源丰富、价格低廉、具有优异催化活性及稳定性的催化剂变得迫切需要。过渡金属铁、钴、镍和锰等材料的析氧性能虽然不如贵金属材料，但是其分布广泛，价格便宜，且稳定性明显优于贵金属，逐渐成为替代贵金属材料的潜在选择，同时双金属材料催化剂的协同效应在电催化方面的应用比相应的单金属具有更优越的性质。而生物质碳材料具有较好的化学稳定性和较大的酸碱度适应范围、较高的比表面积、良好的导电性及丰富表面官能团等独特性质，以其为碳源制备的碳纳米材料更具前景。在制备非贵金属析氧催化剂的过程中，由于导电性好的碳材料的活性基团有限，金属催化剂和碳材料的结合力较弱，从而导致金属不能均匀分散、且稳定性较差。因此，开发新型的带有丰富基团(如羧基、羟基等)的碳骨架材料对于提高催本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种木质素基双金属功能化碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1.将羧酸化的木质素与铁盐溶液和钴盐溶液混合并通过调节pH到6～10，静置后过滤得到铁钴双金属-羧酸化木质素基超分子前驱体；/nS2.将所述铁钴双金属-羧酸化木质素基超分子前驱体与氮源进行混合，在保护气氛下，温度为500～900℃，时间为0.5～3h进行碳化处理，得到羧酸化木质素基双金属功能化碳材料；/n所述羧酸化木质素、铁盐、钴盐的质量比为(16～1)：(4～1)：(1～10)。/n

【技术特征摘要】
1.一种木质素基双金属功能化碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将羧酸化的木质素与铁盐溶液和钴盐溶液混合并通过调节pH到6～10，静置后过滤得到铁钴双金属-羧酸化木质素基超分子前驱体；
S2.将所述铁钴双金属-羧酸化木质素基超分子前驱体与氮源进行混合，在保护气氛下，温度为500～900℃，时间为0.5～3h进行碳化处理，得到羧酸化木质素基双金属功能化碳材料；
所述羧酸化木质素、铁盐、钴盐的质量比为(16～1)：(4～1)：(1～10)。


2.根据权利要求1所述的木质素基双金属功能化碳材料的制备方法，其特征在于，所述羧酸化木质素、铁盐、钴盐的质量比为(4～2)：(2～1)：(1～5)。


3.根据权利要求1所述的木质素基双金属功能化碳材料的制备方法，其特征在于，所述木质素选自酶解木质素、碱木质素、亚硫酸盐法木质素或木质素磺酸盐中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的木质素双金属功能化碳材料的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：林绪亮，吴林军，邱学青，秦延林，王铁军，方岩雄，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44