【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种用于so2气体吸附的氮掺杂多孔炭材料的制备方法，属于新材料制备。
技术介绍
1、二氧化硫(so2)等有毒气体污染物释放到大气中是一个日益受到关注的全球风险。燃煤发电厂排放的烟道气中so2腐蚀性强，会对环境和人体健康造成不良影响，因此，应将so2从烟道气中去除。目前，已建立的烟气脱硫(fgd)技术，如使用氢氧化钠，氨洗涤或使用石灰石石膏作为碱性吸收剂，但所有这些吸收剂都存在诸如再生和恢复问题，难以产生新的副产物等缺点。为了可持续发展，有必要开发多孔固体吸附剂，选择性地从烟道气和其他含二氧化硫气体中去除剩余的二氧化硫。在众多的so2吸附剂中，多孔炭材料因为其很高的比表面积、可调控的孔道和表面结构、吸附的温和性和对人类的无副作用性等诸多优点，而成为最有潜力的so2吸附剂。现在已经有很多多孔炭吸附剂被广泛的应用于so2的捕获，因其前驱体的不同而大致分为以下几类：使用生物质合成多孔炭材料、使用高分子聚合物合成多孔炭材料、使用离子液体合成多孔炭材料以及使用多孔有机框架合成多孔炭材料等。mof材料是由金属盐与有机配体通过配位键形成的骨架结构，因其自身的含炭量就较高，可直接炭化得到多孔炭材料；且mof中的金属粒子可在高温炭化时和后续的化学处理中除去，从而形成新的孔道。因此mof可以作为一种新的模板来合成多孔炭材料。yamauchi研究组直接炭化铝基多配位聚合物，得到了具有超高比表面积(5500m2·g-1)和较大孔体积的多孔炭材料，此炭材料在气体吸附方面展现了良好的性能。尽管mof基炭材料具有良好的吸附性能，但是较高的制备成本对其
技术实现思路
1、根据本申请的一个方面，提供了一种用于so2气体吸附的氮掺杂多孔炭材料的制备方法，将zif类mofs材料为前驱模板与藕粉在凝胶状态下的均匀复合进行炭化，得到一种具有多边形貌的氮掺杂多孔炭，该制备方法可保持mofs模板的特殊形貌，所制备的材料具有良好的吸附性能。
2、本申请采用如下技术方案：
3、一种用于so2气体吸附的氮掺杂多孔炭材料的制备方法，包括如下步骤：
4、s1、向含有藕粉、锌盐、2-甲基咪唑、乙二胺、水的混合液中，迅速倒入热水，形成水凝胶后进行真空干燥，得到mof@藕粉复合材料；
5、所述热水的温度大于等于80℃；
6、s2、将步骤s1中的mof@藕粉复合材料在非活性气氛下煅烧，得到用于so2气体吸附的氮掺杂多孔炭材料。
7、可选地，所述混合液中包含如下用量的组分：
8、5～20重量份的藕粉、2～8摩尔份的锌盐、4～32摩尔份的2-甲基咪唑、0.5～4摩尔份的乙二胺、8～30体积份的水；
9、其中重量份以g计，摩尔份以mmol计，体积份以ml计。
10、可选地，所述混合液中包含如下用量的组分：
11、10～15重量份的藕粉、4～5摩尔份的锌盐、16～20摩尔份的2-甲基咪唑、2～2.5摩尔份的乙二胺、15～23体积份的水；
12、其中重量份以g计，摩尔份以mmol计，体积份以ml计。
13、可选地，步骤s1中，所述热水与所述混合液中的水的体积比为5～8:1。
14、可选地，步骤s1中，所述混合液的制备过程包括：
15、将藕粉分散到水中，依次加入锌盐、2-甲基咪唑后、乙二胺，搅拌1～4h。
16、可选地，所述混合液的制备过程具体为将藕粉分散到水中，加入锌盐，室温搅拌30min，然后加入2-甲基咪唑后、乙二胺，室温下继续搅拌1～4h。
17、可选地，所述混合液的制备过程具体为将藕粉分散到水中，加入锌盐，室温搅拌30min，然后加入2-甲基咪唑后、乙二胺，室温下继续搅拌2～3h。
18、可选地，步骤s1中，所述真空干燥的条件包括：在60～80℃下真空干燥24～72h。
19、可选地，所述热水的优选为沸水。
20、迅速倒入80℃以上的热水使得藕粉快速糊化后形成凝胶状态，可以将所形成的mofs均匀的分散在凝胶中。
21、可选地，步骤2中，所述煅烧的条件包括：升温速率为2～6℃/min，煅烧温度为600～1000℃，煅烧时间为1～4h。
22、可选地，步骤2中，所述煅烧的条件包括：升温速率为3～5℃/min，煅烧温度为850～950℃，煅烧时间为2～3h。
23、可选地，所述锌盐选自硝酸锌、氯化锌中的至少一种。
24、根据本申请的另一方面，提供另一种上述的制备方法制备得到的用于so2气体吸附的氮掺杂多孔炭材料，所述用于so2气体吸附的氮掺杂多孔炭材料呈花瓣状多面体结构。
25、本申请能产生的有益效果包括：
26、本申请提供的用于so2气体吸附的氮掺杂多孔炭材料的制备方法中水凝胶的迅速形成保证了mofs与藕粉的均匀复合，且过程中无研磨环节，非研磨混合保证了所制备的炭材料可以保持mofs材料的特殊形貌，制备方法所采用的原料二甲基咪唑以及乙二胺的存在可以将氮元素引入到炭材料中，提升对so2的吸附能力。
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1.一种用于SO2气体吸附的氮掺杂多孔炭材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合液中包含如下用量的组分：
3.权根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述混合液中包含如下用量的组分：
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述热水与所述混合液中的水的体积比为5～8:1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述混合液的制备过程包括：
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述真空干燥的条件包括：在60～80℃下真空干燥24～72h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述煅烧的条件包括：升温速率为2～6℃/min，煅烧温度为600～1000℃，煅烧时间为1～4h。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述煅烧的条件包括：升温速率为3～5℃/min，煅烧温度为850～950℃，煅烧时间为2～3h。
9.根据权利要求1所述的制
10.根据权利要求1至9任一项所述的制备方法制备得到的用于SO2气体吸附的氮掺杂多孔炭材料，其特征在于，所述用于SO2气体吸附的氮掺杂多孔炭材料呈花瓣状多面体结构。
...【技术特征摘要】
1.一种用于so2气体吸附的氮掺杂多孔炭材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合液中包含如下用量的组分：
3.权根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述混合液中包含如下用量的组分：
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述热水与所述混合液中的水的体积比为5～8:1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述混合液的制备过程包括：
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述真空干燥的条件包括：在60～80℃下真空干燥24～72...
【专利技术属性】
技术研发人员：张述伟，张旭，管凤宝，
申请(专利权)人：大连佳纯气体净化技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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