一种氮/硫掺杂多孔碳材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113929083A(43)申请公布日2022.01.14(21)申请号202111341623.1H01G11/36(2013.01)(22)申请日2021.11.12H01G11/26(2013.01)(71)申请人黑龙江省能源环境研究院地址150027黑龙江省哈尔滨市松北区松浦镇松花江村苗圃屯第1栋(72)发明人杨光丁会敏唐诗洋张玥张宇周扬陈松王志成李健刘旭丹(74)专利代理机构哈尔滨市晨晟知识产权代理有限公司23219代理人刘文权(51)Int.Cl.C01B32/15(2017.01)H01G11/24(2013.01)H01G11/44(2013.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称一种氮/硫掺杂多孔碳材料及其制备方法(57)摘要一种氮/硫掺杂多孔碳材料及其制备方法，它属于碳材料制备技术领域。本发明要解决的技术问题为改善多孔碳材料的电化学性能。本发明生姜用水冲洗，脱水，然后预碳化后，研磨至粉末A，将盐混合物在去离子水中溶解至饱和，然后按照A和盐混合物的质量比为1:3‑7的比例，将A加入到盐混合物中，搅拌一定时间，然后将该混合物完全干燥，并在氮气气氛下在500‑900℃下碳化，得到的产物酸洗后，得到B，按照质量比为1:2‑5分别称量硫脲和产物B，混合后磁力搅拌然后置于加热炉中，以5‑10℃/min的升温速率在惰性气氛下在800‑1000℃下再次碳化1‑3小时，并用去离子水洗涤至中性。本发明制备方法简单、绿色环保。CN113929083ACN113929083A权利要求书1/1页1.一种氮/硫掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、生姜用水冲洗，脱水，然后预碳化后，研磨至粉末，得产物A，待用；步骤2、制备盐混合物，待用；步骤3、将步骤2得到的盐混合物在去离子水中溶解至饱和，然后按照产物A和盐混合物的质量比为1:3‑7的比例，将产物A加入到盐混合物中，搅拌一定时间，然后将该混合物完全干燥，并在氮气气氛下在500‑900℃下碳化，得到的产物酸洗后，得到产物B，待用；步骤4、按照质量比为1:2‑5分别称量硫脲和产物B，混合后磁力搅拌10‑50min，然后置于加热炉中，以5‑10℃/min的升温速率在惰性气氛下在800‑1000℃下再次碳化1‑3小时，并用去离子水洗涤至中性，得到所述的一种氮/硫掺杂多孔碳材料。2.根据权利要求1所述的一种氮/硫掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤1中在烤箱中脱水，脱水温度为90‑120℃，脱水时间1‑2小时。3.根据权利要求1或2所述的一种氮/硫掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤1中预碳化为在氮气保护下，加热炉中升温至300‑600℃恒温碳化2‑4小时。4.根据权利要求3所述的一种氮/硫掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤2中盐混合物为氯化钠、氯化镁、氯化钾、氯化锌、氯化钙中的任意两种的混合物，盐混合物中两种盐的质量比为1:1‑5。5.根据权利要求4所述的一种氮/硫掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤3中搅拌时间为5‑12小时。6.根据权利要求5所述的一种氮/硫掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤3中干燥温度为90‑120℃，干燥时间1‑2小时。7.根据权利要求6所述的一种氮/硫掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤3中碳化时间为1‑5小时。8.根据权利要求7所述的一种氮/硫掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤3中酸洗用3‑5wt％的稀盐酸或稀硫酸或稀硝酸。9.根据权利要求8所述的一种氮/硫掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤4中惰性气氛为氮气或氩气。10.一种权利要求1‑9之一所述的一种氮/硫掺杂多孔碳材料的制备方法制备的一种氮/硫掺杂多孔碳材料，其特征在于：所述的一种氮/硫掺杂多孔碳材料的比表面积最高达到710m2/g。2CN113929083A说明书1/7页一种氮/硫掺杂多孔碳材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于碳材料制备技术领域；具体涉及一种氮/硫掺杂多孔碳材料及其制备方法。背景技术[0002]现代工业的发展，导致能源需求迅速上升，世界经济的现代化得益于化石能源，而这一能源将在二十一世纪上半叶迅速地接近枯竭。作为一种环保的电能储存器件，超级电容器在某些应用范围中可以缓解传统能源枯竭的问题，而电极材料则是超级电容器性能的重要影响因素。多孔材料，是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料，由于其大的比表面积、较低的相对密度、较高的强度、隔音隔热、渗透性强等优点，被广泛应用于生物、化学、催化、环境、能源等多个领域。在多孔材料中，多孔碳材料凭借其良好的热稳定性和化学稳定性、高导电性、高的比表面、可控的孔道结构、制备原料