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(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CN110615424A(43)申请公布日2019.12.27(21)申请号201911021688.0B01D53/02(2006.01)(22)申请日2019.10.25(71)申请人河北省科学院能源研究所地址050000河北省石家庄市桥西区友谊南大街46号(72)发明人王莎莎刘振法张利辉许跃龙任斌(74)专利代理机构石家庄德皓专利代理事务所(普通合伙)13129代理人刘磊娜(51)Int.Cl.C01B32/05(2017.01)H01G11/24(2013.01)H01G11/30(2013.01)H01G11/34(2013.01)权利要求书1页说明书8页附图8页(54)发明名称一种氮磷掺杂多孔碳材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及氮磷掺杂多孔碳材料及其制备方法和应用,通过将有机磷酸盐放入炭化炉中在抽真空条件下炭化,在炭化过程中以15~45mL/min的速率不断通入保护气,先从室温以3~8℃/min速率升温到185℃~215℃保温1.5~2.5小时后,继续以3~8℃/min速率升温到900±10℃保温1.0~2.5小时,再缓慢降至室温,经过酸洗获得,获得的氮磷掺杂多孔碳材料具备均匀的氮原子、磷原子掺杂,丰富均匀的孔径的分布,较大的比表面积和孔容,较好的电学性能和吸附性能。CN110615424ACN110615424A权利要求书1/1页1.一种氮磷掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,其具体包括如下步骤:步骤一:高温炭化将有机磷酸盐放入炭化炉中在抽真空条件下炭化,在炭化过程中以15~45mL/min的速率不断通入保护气,先从室温以3~8℃/min速率升温到185℃~215℃保温1.5~2.5小时后,继续以3~8℃/min速率升温到900±10℃保温1.0~2.5小时,再缓慢降至室温,即制得黑色碳材料;步骤二:酸洗用盐酸溶液浸泡,超声清洗,每次半小时,清洗三次,即得氮磷掺杂多孔碳材料。2.根据权利要求1所述的一种氮磷掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,在步骤一之前还包括水热聚合预处理步骤:将有机磷酸盐放入水热反应釜中,通过微波化学合成仪加热或烘箱加热,120~170℃水热反应3~4小时,将产物抽滤、烘干。3.根据权利要求1所述的一种氮磷掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,所述有机磷酸盐选自双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠、己二胺四甲叉膦酸钾盐或双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸钠。4.根据权利要求2所述的一种氮磷掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,所述有机磷酸盐和水的体积比为1:35~44。5.根据权利要求2所述的一种氮磷掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,所述微波化学合成仪加热条件参数如下:功率为800~1200W,压力为0.36~0.52MPa。6.根据权利要求1所述的一种氮磷掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,所述保护气为N2/Ar。7.根据权利要求1所述的一种氮磷掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,所述盐酸的浓度为0.05~0.15mol/L。8.一种氮磷掺杂多孔碳材料,其特征在于,通过权利1-7任一项所述的制备方法获得。9.权利要求8所述的掺杂多孔碳材料在超级电容器和二氧化碳吸附中的应用。2CN110615424A说明书1/8页一种氮磷掺杂多孔碳材料及其制备方法和应用[0001]目前,碳材料由于其具备优良的多孔性能被广泛应用于吸附剂、催化剂、燃料电池、二次电池的电极材料、超级电容、复合材料、气敏元件、太阳能电池、多种电子器件等领域。相比普通的碳材料,含氮和磷等原子的碳材料性能更加优异。目前针对于氮磷掺杂的多孔碳材料的研究如下:CN110147833A公开了一种异原子掺杂的多孔碳材料:先将聚丙烯腈溶解到N,N-二甲基甲酰胺溶液中,然后将含有目标掺杂原子的试剂(一种或多种)加入其中,再进行溶剂热反应得到前驱体,所述前驱体置于保护气氛中煅烧,即可得到纳米尺寸均一、电化学性能优异的单一或多原子掺杂碳材料。CN110040714A公开了一种吸附二氧化碳用氮磷掺杂多孔碳材料,其通过将4,4′-联吡啶、羟基乙叉二膦酸、可溶性铜盐溶于水中,加入碱调节溶液的pH值为3-5,室温搅拌反应,后处理得到前驱体,然后再煅烧,加硝酸回流,最终得到。以上现有技术普遍存在过程复杂,后处理繁琐的缺陷。发明内容[0002]本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷,提供一种氮磷掺杂多孔碳材料,并同时提供其制备方法和应用。[0003]为实现上述目的,本发明所采取的技术方案是:技术主题一本发明一方面提供了一种氮磷掺杂多孔碳材料的制备方法,其具体包括如下步骤:步骤一:高温炭化将有机磷酸盐放入炭化炉中在抽真空条件下炭化,在炭化过程中以15~