一种基于自模板氮掺杂甘蔗渣生物炭电极材料的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种基于自模板氮掺杂甘蔗渣生物炭电极材料的制备方法及其应用，该制备包括以下步骤：将反复清洗后的甘蔗渣置于管式炉中，在氮气氛围下进行低温碳化。然后将低温碳化后的产物与一定质量比的氢氧化钾在研钵中均匀混合，然后将均匀混合后的样品置于管式炉中在氮气氛围下进行活化。最后将所得的活化产物用盐酸中和过多的碱，然后用去离子水清洗至中性，真空干燥后即得到自模板氮掺杂甘蔗渣生物炭电极材料。本发明专利技术以廉价易得的甘蔗渣为原料制备管状结构生物炭用于电吸附并且无需添加额外模板，相较于同类技术，该电极的效果更优异，成本更低廉，达到了以废治废的目的，是实现“双碳”的有效技术途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于废弃生物质资源开发利用和电容去离子电极材料制备领域，具体涉及一种基于自模板氮掺杂甘蔗渣生物炭电极材料的制备方法及应用。

技术介绍

1、海水和苦咸水占地球总水量的98％，从可持续发展的角度出发，海水淡化技术越来越受到人们的关注和研究。电容去离子(cdi)，是一种新型的海水淡化技术，与多级闪蒸、反渗透和电渗析法相比，cdi具有能耗低、操作简单、容易再生、成本低且无二次污染等优势，在海水淡化、离子分离和离子回收等方面有着广阔的应用前景。

2、由于cdi技术依赖于电极表面的电吸附，因此电极材料的性质和设计是cdi性能的关键部分。然而，cdi电极材料较高的制备成本和繁琐的制备方法限制了cdi技术的进一步发展，低成本且制备方法简单的高性能电极材料一直是研究者关注的热点内容。生物质因具有可再生、含碳量高、来源广泛等优点，是一种理想的制备多孔碳材料的前驱体，也是最具大规模应用前景的电容去离子电极材料。

3、尽管生物炭具有较高的比表面积和丰富微孔的电极材料有利于提高cdi技术的脱盐性能，以双电层吸附机制主导的生物炭电极材料仍然存在着脱盐本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于自模板氮掺杂甘蔗渣生物炭电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于自模板氮掺杂甘蔗渣生物炭电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中碳化温度为300～450℃，升温速率为5～10℃/min，保温时间为1～2h。

3.根据权利要求1所述的基于自模板氮掺杂甘蔗渣生物炭电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中碳化后的产物与碱试剂的质量比为1:3.5～1:4.5，所述碱试剂优选为氢氧化钾或者氢氧化钠。

4.根据权利要求1所述的基于自模板氮掺杂甘蔗渣生物炭电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中升温活化温度...

【技术特征摘要】

1.一种基于自模板氮掺杂甘蔗渣生物炭电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于自模板氮掺杂甘蔗渣生物炭电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中碳化温度为300～450℃，升温速率为5～10℃/min，保温时间为1～2h。

3.根据权利要求1所述的基于自模板氮掺杂甘蔗渣生物炭电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中碳化后的产物与碱试剂的质量比为1:3.5～1:4.5，所述碱试剂优选为氢氧化钾或者氢氧化钠。

4.根据权利要求1所述的基于自模板氮掺杂甘蔗渣生物炭电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中升温活化温度为750～850℃，升温速率为5～10℃/min，保温时间为1～2h。

5.根据权利要求1所述的基于自模板氮掺杂甘蔗渣生物炭电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中采用盐酸中和过多的碱，盐酸的浓度为1-2mol/l，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋海欧，赖倩，周田恬，张冰钰，李云，王长彬，李洪祥，韩春晓，张树鹏，何欢，李时银，杨绍贵，李爱民，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：