一种基于羧甲基修饰天然高分子化合物制备氮掺杂多孔碳的方法技术

本发明专利技术涉及多孔碳材料制备的技术领域，特别是涉及一种基于羧甲基修饰天然高分子化合物制备氮掺杂多孔碳的方法，包括如下步骤：S1、制备混合溶液；S2、混合溶液冷冻；S3、干燥去水分；S4、热处理：S5、超声波震荡离心处理；S6、烘干得到成品；通过盐模板形成了大量大孔和介孔结构，通过CO2原位活化可以形成大量微孔结构，并在此过程中去除无定型结构碳，进而进一步提高碳结构的石墨化度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于羧甲基修饰天然高分子化合物制备氮掺杂多孔碳的方法
本专利技术涉及多孔碳材料制备的
，特别是涉及一种基于羧甲基修饰天然高分子化合物制备氮掺杂多孔碳的方法。
技术介绍
众所周知，燃料电池和锌空电池都是高效且对环境无污染的新能源装置，是近年来化学电源领域的研发热点之一。燃料电池和锌空电池具有环境污染小，不易爆炸，安全可靠，成本低，容量大能量密度高。其目标市场包括无人机、可穿戴设备市场、通讯基站、电动汽车和储能等，具有良好的发展前景。燃料电池和锌空电池的阴极均是氧还原反应，但是其反应速率较低，需要催化剂进行加速。高效的氧还原反应催化剂电极材料是贵金属铂。但铂催化剂制作成本高，稳定性较差，催化过程中容易被一氧化碳毒化且自然界中储量有限。因此研发低成本高催化性的非铂催化剂是问题的关键。多孔碳材料具有高比表面积、高孔隙率、良好的导电和导热性能，因而在储氢、催化、吸附、水污染治理等多领域存在广泛应用。特别是将氮原子掺杂入多孔碳的石墨结构中，将显著改变碳材料表面的电子结构，将使多孔碳具有较高的氧还原反应催化活性。但是目前氮掺杂碳材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于羧甲基修饰天然高分子化合物制备氮掺杂多孔碳的方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、制备混合溶液：将质量分数为1-3％的羧甲基修饰天然高分子化合物、质量分数0.5-1.5％的氯化钠、质量分数为0.5-1.0％的碳酸钠和质量分数为0.5-1.0％的硅酸钠溶于去离子水中得到混合溶液；/nS2、混合溶液冷冻：待上述混合溶液完全溶解后倒入培养皿中进行冷冻，冷冻温度为-55至-65℃，冷冻时间3-5h；/nS3、干燥去水分；将上述冷冻处理后的混合溶液冷冻干燥机中进行干燥，去除水分，干燥过程中保持温度为-55至-65℃，干燥时间为8-10h；/nS4、热处理：将上述干燥处理后所得样品置于真空...

【技术特征摘要】
1.一种基于羧甲基修饰天然高分子化合物制备氮掺杂多孔碳的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、制备混合溶液：将质量分数为1-3％的羧甲基修饰天然高分子化合物、质量分数0.5-1.5％的氯化钠、质量分数为0.5-1.0％的碳酸钠和质量分数为0.5-1.0％的硅酸钠溶于去离子水中得到混合溶液；
S2、混合溶液冷冻：待上述混合溶液完全溶解后倒入培养皿中进行冷冻，冷冻温度为-55至-65℃，冷冻时间3-5h；
S3、干燥去水分；将上述冷冻处理后的混合溶液冷冻干燥机中进行干燥，去除水分，干燥过程中保持温度为-55至-65℃，干燥时间为8-10h；
S4、热处理：将上述干燥处理后所得样品置于真空管式炉中在氮气保护下进行热处理，热处理温度为600-700℃，热处理时间为2-4h；
S5、超声波震荡离心处理：将上述热处理后的样品进行水洗，通过超声波震荡和离心去除钠盐模板；
S6、烘干得到成品：将上述样品置于鼓风干燥箱内在70℃环境下烘干6-10h，最终得到氮掺杂多孔碳材料。


2.根据权利要求1所述的一种基于羧甲基修饰天然高分子化合物制备氮掺杂多孔碳的方法，其特征在于，所述S1中的羧甲基修饰天然高分子化合物包括羧甲基壳聚糖、羧甲基纤维素和羧甲基淀粉。


3.根据权利要求1所述的一种基于羧甲基修饰天然高分子化合物制备氮掺杂多孔碳的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彤彤，董亮，赵九潼，焦兴亮，张勇，于首赫，常浩，曾鸣，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：河北;13