【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多孔碳材料，尤其涉及一种以甲磺酸铯为多功能活化剂制备硫掺杂多孔碳材料的方法。
技术介绍
1、对碳材料进行杂原子掺杂处理为赋予其更多功能性常用的方法之一，常用的掺杂元素包括氮、硫、硼等。其中硫原子相比碳原子半径更大，硫掺杂可有效改变碳材料层间距，对碳材料的物理化学特性有明显影响，因此硫掺杂碳材料在碳捕集、能量存储与转换等研究领域都有广泛应用。目前，使用含硫聚合物作为起始材料经过活化处理为制备硫掺杂多孔碳材料常用手段之一，但是这些聚合物种类较少，且本身往往需要经过复杂的制备过程。另外由于高温条件下含硫基团被大量破坏，最终所得碳材料中硫含量偏低。
2、生物质材料作为制备多孔碳的起始材料具有来源广泛、价格低廉、种类多样等优点，这也是生物质材料高值化应用的潜在策略之一。部分生物质材料中往往含有微量的氮或者硫元素，但是经过高温碳化与活化处理后往往损失殆尽。因此，如何利用生物质材料制备硫掺杂碳材料，进一步拓宽多孔碳材料的可持续与绿色制备技术，对于硫掺杂多孔碳材料的合成与应用研究具有重要的研究价值。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种以甲磺酸铯为多功能活化剂制备硫掺杂多孔碳材料的方法，通过采用安全无腐蚀性的甲磺酸铯作为活化剂，且甲磺酸铯在高温反应过程中可同时作为硫源，实现对碳材料的硫掺杂，从而可由不同生物质材料方便地制备硫掺杂碳材料。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种以甲磺酸铯为多功能
4、将生物质材料与甲磺酸铯研磨混合，得到混合物；
5、将混合物在保护气氛下进行高温反应，反应结束后对产物进行酸洗，在经过后处理得到所述硫掺杂多孔碳材料。
6、优选的，所述生物质材料和甲磺酸铯的质量比为1:1～4。
7、优选的，所述生物质材料包括纤维素、木质素、单宁酸、明胶、壳聚糖、淀粉或琼脂。
8、优选的，所述高温反应的温度为600～900℃，所述高温反应的保温时间为1～2h。
9、优选的，所述酸洗使用的溶剂为强酸水溶液，浓度为5～20wt％。
10、优选的，所述后处理包括洗涤和干燥。
11、优选的，所述洗涤为使用去离子水进行重复洗涤直至ph为7.0；所述干燥的温度为100～120℃，时间为4～6h。
12、优选的，所述保护气氛为氮气气氛或氩气气氛，流速为60ml/min。
13、本专利技术的另一目的在于提供一种由所述的一种以甲磺酸铯为多功能活化剂制备硫掺杂多孔碳材料的方法制备得到的硫掺杂多孔碳材料。
14、优选的，所述碳材料的比表面积为1000～1700m2/g，硫含量为8.0～16.0wt％。
15、本专利技术的另一目的在于提供一种硫掺杂多孔碳材料在吸附co2中的应用。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
17、本专利技术提出使用甲磺酸铯作为多功能活化剂制备硫掺杂多孔碳材料，一方面利用甲磺酸铯的化学活化作用在碳材料中形成发达的多孔结构，另一方面利用甲磺酸铯中所含有的硫元素在活化反应同时实现硫掺杂，从而经过一步高温反应直接制备硫掺杂多孔碳材料。并且，本专利技术制备得到的硫掺杂多孔碳材料比表面积大，掺杂的硫含量在8.0～16.0wt％范围内可控，对co2的吸附效果优异，且制备方法简单，生产效率高，适合工业化生产。
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1.一种以甲磺酸铯为多功能活化剂制备硫掺杂多孔碳材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种以甲磺酸铯为多功能活化剂制备硫掺杂多孔碳材料的方法，其特征在于，所述生物质材料和甲磺酸铯的质量比为1:1～4。
3.根据权利要求1或2所述的一种以甲磺酸铯为多功能活化剂制备硫掺杂多孔碳材料的方法，其特征在于，所述生物质材料包括纤维素、木质素、单宁酸、明胶、壳聚糖、淀粉或琼脂。
4.根据权利要求3所述的一种以甲磺酸铯为多功能活化剂制备硫掺杂多孔碳材料的方法，其特征在于，所述高温反应的温度为600～900℃，所述高温反应的保温时间为1～2h。
5.根据权利要求1、2或4所述的一种以甲磺酸铯为多功能活化剂制备硫掺杂多孔碳材料的方法，其特征在于，所述酸洗使用的溶剂为强酸水溶液，浓度为5～20wt％。
6.根据权利要求5所述的一种以甲磺酸铯为多功能活化剂制备硫掺杂多孔碳材料的方法，其特征在于，所述后处理包括洗涤和干燥；
7.根据权利要求1、2、4或6所述的一种以甲磺酸铯为多功能活化剂制备硫掺杂多孔碳材料的
8.如权利要求1～7任意一项所述的方法制备得到的硫掺杂多孔碳材料。
9.根据权利要求8所述的硫掺杂多孔碳材料，其特征在于，所述碳材料的比表面积为1000～1700m2/g，硫含量为8.0～16.0wt％。
10.如权利要求8或9所述的硫掺杂多孔碳材料在吸附CO2中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种以甲磺酸铯为多功能活化剂制备硫掺杂多孔碳材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种以甲磺酸铯为多功能活化剂制备硫掺杂多孔碳材料的方法，其特征在于，所述生物质材料和甲磺酸铯的质量比为1:1～4。
3.根据权利要求1或2所述的一种以甲磺酸铯为多功能活化剂制备硫掺杂多孔碳材料的方法，其特征在于，所述生物质材料包括纤维素、木质素、单宁酸、明胶、壳聚糖、淀粉或琼脂。
4.根据权利要求3所述的一种以甲磺酸铯为多功能活化剂制备硫掺杂多孔碳材料的方法，其特征在于，所述高温反应的温度为600～900℃，所述高温反应的保温时间为1～2h。
5.根据权利要求1、2或4所述的一种以甲磺酸铯为多功能活化剂制备硫掺杂多孔碳材料的...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔红敏，石劲松，徐建国，周游文，晏南富，柳跃伟，晏润寒，
申请(专利权)人：江西省科学院应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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