[发明专利]利用煤液化残渣重质有机成份制备氮掺杂多孔炭的方法

权利要求书

1.一种利用煤液化残渣重质有机组分制备氮掺杂多孔炭的方法，其特征在于：将煤液化残渣中重质有机组分与氮源混合，经预氧化处理后制备富氮碳源；以其为原料，分别选用物理活化法、化学活化法或模板法，制备氮掺杂多孔炭。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的煤液化残渣重质有机组分是将煤液化残渣与溶剂混合，经溶剂萃取后去除溶剂得到，所用的溶剂为四氢呋喃；所述的氮源为二氰二胺、尿素、氯化铵，煤液化残渣重质有机组分与氮源的质量比为1:0.5~5；所述的预氧化条件为空气气氛，预氧化温度为150~300℃，预氧化时间为1~10h。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的物理活化法工艺步骤为：将富氮碳源在惰性气氛下升温至活化温度，通入活化气体进行活化处理，然后在惰性气氛下冷却至室温，即得氮掺杂多孔炭；活化气体流量为50~300 mL/min；升温速率为1~10℃/min，活化温度为500~1000℃，活化时间为1~10 h，惰性气体流量为50~300 mL/min。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的活化气体为水蒸气、二氧化碳、氧气、空气或其混合物；所述的惰性气体为氮气、氩气或氦气。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的化学活化法工艺步骤为：将富氮碳源在惰性气氛下升温至炭化温度进行炭化处理；再将炭化后的产物与活化剂混合，在惰性气氛下加热至活化温度进行活化处理，然后在惰性气氛下冷却至室温，经酸洗，水洗至中性，过滤，干燥即得氮掺杂多孔炭；炭化温度为300~600℃，炭化时间为1~10 h；炭化物与活化剂的质量比为1:0.5~7；活化温度为500~1000℃，活化时间为0.5~5 h；升温速率为1~10℃/min；惰性气体流量为50~300 mL/min；酸为HCl。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的活化剂为磷酸、氯化锌、氢氧化钾或碳酸钾；所述的惰性气体为氮气、氩气或氦气。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述模板法工艺步骤为：将富氮碳源与模板剂混合，在惰性气氛下升温至炭化温度炭化，冷却至室温，经酸洗，水洗至中性，过滤，干燥即得氮掺杂多孔炭；富氮碳源与模板剂的质量比为1:0.5~5；升温速率为1~10 ℃/min，炭化温度为600~1000℃，炭化时间为1~10 h；惰性气体流量为50~300 mL/min；酸为HCl。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的模板剂为柠檬酸镁、氧化镁、碳酸钙、碳酸镁；所述的惰性气体为氮气、氩气或氦气。