[发明专利]二氧化碳催化制备具有多维分级结构的铁基聚阴离子-高孔隙度生物质碳复合材料的方法

权利要求书

1.二氧化碳催化制备具有多维分级结构的铁基聚阴离子-高孔隙度生物质碳复合材料的方法，其特征在于二氧化碳催化制备具有多维分级结构的铁基聚阴离子-高孔隙度生物质碳复合材料的方法具体是按以下步骤进行的：

一、将生物质依次进行表面清理、酸处理和活化处理后，在温度为60℃～80℃的条件下进行干燥，得到活化后产物；

二、将活化后产物置于真空密闭容器中，然后向真空密闭容器中充入二氧化碳气体，抽真空，再次充入二氧化碳气体，重复操作三次，然后在二氧化碳气氛下保存24h，得到处理后的材料；

三、将处理过的材料在惰性气体保护下进行碳化处理，得到高孔隙生物质碳；

四、依照待复合铁基材料的化学式，按各种元素比例称取对应的制备材料，并称取相应量的氧化剂和还原剂；将称取的制备材料、氧化剂和还原剂溶解于水，加入步骤三得到的高孔隙生物质碳，在温度为80～100℃的条件下蒸干，得到前驱体粉末；所述待复合铁基材料中铁元素与氧化剂的摩尔比为1:(0.5～2)；所述氧化剂和还原剂的摩尔比为1:1；

五、将前驱体粉末放入高温炉中在温度为600～800℃的条件下煅烧3min～5min，得到具有多维分级结构的铁基聚阴离子-高孔隙度生物质碳复合材料。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳催化制备具有多维分级结构的铁基聚阴离子-高孔隙度生物质碳复合材料的方法，其特征在于步骤一中所述生物质为海带、棉花、稻米壳或香蕉皮。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳催化制备具有多维分级结构的铁基聚阴离子-高孔隙度生物质碳复合材料的方法，其特征在于步骤一中所述表面清理是将生物质放入清水中清洗5～10次后浸泡24h～48h。

4.根据权利要求1所述的二氧化碳催化制备具有多维分级结构的铁基聚阴离子-高孔隙度生物质碳复合材料的方法，其特征在于步骤一中所述酸处理是采用浓度为0.5mol/L的盐酸对表面清洗后的生物质进行清洗，并采用蒸馏水洗涤至中性。

5.根据权利要求1所述的二氧化碳催化制备具有多维分级结构的铁基聚阴离子-高孔隙度生物质碳复合材料的方法，其特征在于步骤一中所述活化处理是采用浓度为0.5～2mol/L的强碱在温度为80～150℃的条件下活化处理10h～50h，并采用蒸馏水洗涤至中性；所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

6.根据权利要求1所述的二氧化碳催化制备具有多维分级结构的铁基聚阴离子-高孔隙度生物质碳复合材料的方法，其特征在于步骤三中所述惰性气体为氮气或氩气。

7.根据权利要求1所述的二氧化碳催化制备具有多维分级结构的铁基聚阴离子-高孔隙度生物质碳复合材料的方法，其特征在于步骤三中所述碳化处理是在温度为900℃的条件下碳化2h～4h。

8.根据权利要求1所述的二氧化碳催化制备具有多维分级结构的铁基聚阴离子-高孔隙度生物质碳复合材料的方法，其特征在于步骤五中所述待复合铁基材料为LiFePO4、FePO4、Na3.12Fe2.44(P2O7)2或Li2-xFeP2O7。

9.根据权利要求1所述的二氧化碳催化制备具有多维分级结构的铁基聚阴离子-高孔隙度生物质碳复合材料的方法，其特征在于步骤五中所述氧化剂为硝酸。

10.根据权利要求1所述的二氧化碳催化制备具有多维分级结构的铁基聚阴离子-高孔隙度生物质碳复合材料的方法，其特征在于步骤五中所述还原剂为酒石酸或柠檬酸。