[发明专利]一种磷掺杂生物质分级孔炭材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种磷掺杂生物质分级孔炭材料，其特征在于：所述炭材料是以生物质为碳源，以植酸盐为模板和磷掺杂剂制备的微孔、介孔互穿网络结构分级孔炭材料：所述生物质碳源为木屑、香蕉皮、秞子皮、秸杆、玉米芯中的一种或几种植酸盐为植酸钠、植酸钾、植酸钙、植酸铁、植酸锌、植酸镁、植酸钙镁中的一种或几种；所制备的磷掺杂生物质分级孔炭材料比表面积在800～2100m²/g、孔容0.4～3.1cm³/g且孔径在0.5～100nm分布、磷含量在1.8～10.3％。

2.一种磷掺杂生物质分级孔炭材料的制备方法，其特征在于：制备过程包括以下步骤：

(a)将生物质材料干燥、破碎至10-200目；

(b)将植酸盐配制成浓度为0.1～10mol/L的水溶液；

(c)将上述(a)所得生物质材料干粉加入到所述(b)的植酸盐水溶液中浸渍2～20小时；

(d)将上述(c)所得浸渍物在110-180℃干燥2-10h；

(e)将上述(d)干燥的浸渍物在惰性气体保护下升温至500-1500℃并恒温处理1-10h；

(f)对上述(e)所得物料分别用酸煮、去离子水煮数小时，洗涤至中性，干燥，得到磷掺杂生物质分级孔炭材料。

3.根据权利要求2所述的一种磷掺杂生物质分级孔炭材料的制备方法，其特征在于，步骤(a)中对生物质进行干燥处理为40～150℃下鼓风干燥5～20h。

4.根据权利要求2所述的一种磷掺杂生物质分级孔炭材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中生物质材料与植酸盐按1∶1～10的质量比计算，优选浸渍时间为4-10h。

5.根据权利要求2所述的一种磷掺杂生物质分级孔炭材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(e)中的惰性气体为氩气、氦气、氖气中的任意一种或几种的混合。

6.根据权利要求2所述的一种磷掺杂生物质分级孔炭材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(f)中使用的酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、草酸中的一种或几种；浓度为1～3mol/L。

7.根据权利要求2所述的一种磷掺杂生物质分级孔炭材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(f)中使用80℃～150℃的真空干燥或鼓风干燥器对洗涤后的碳化物干燥7～16h。