[发明专利]一种富氮微孔碳材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种富氮微孔碳材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.合成HAT：八水六环己烷和二氨基甲腈在冰乙酸中回流1～8h，趁热过滤黑色悬浮液，用热冰乙酸洗涤，得到黑色固体，黑色固体中加入质量分数30％的HNO₃或HNO₃与HCl的混合物，在50～100℃下加热1～5h，深褐色悬浮液倒入0℃水中冷却沉降，过滤收集固体在乙腈中回流1～4小时，过滤，真空中蒸发，得到橙色固体，即为HAT；

S2.合成HAT-CN-X：以HAT为原料，在惰性其他氛围下，炭化合成富氮微孔碳材料HAT-CN-X，

其中S1中八水六环己烷、二氨基甲腈的物质的量之比为1～2：2～8；

S2中碳化温度为450～900℃，碳化时间为1～2h，升温速率2℃min^-1。

2.如权利要求1所述富氮微孔碳材料的制备方法，其特征在于，S1中八水六环己烷和二氨基甲腈的物质的量之比为1:8。

3.如权利要求1所述富氮微孔碳材料的制备方法，其特征在于，S2中碳化温度为450～700℃，碳化时间1h，升温速率为2℃min^-1。

4.如权利要求3所述富氮微孔碳材料的制备方法，其特征在于，S2中碳化温度为550℃，碳化时间1h，升温速率为2℃min^-1。

5.一种权利要求1～4任意一项所述富氮微孔碳材料的制备方法制备得到的富氮微孔碳材料。

6.权利要求5所述富氮微孔碳材料在制备膜电容去离子化电极材料中的应用。

7.一种膜电容去离子化电极材料，其特征在于，所述电极材料由权利要求5所述的HAT-CN-X、乙炔黑和聚乙烯醇混合制备得到，其中HAT-CN-X、乙炔黑和聚乙烯醇的质量比为8～6:1～2:1～2。

8.如权利要求7所述膜电容去离子化电极材料，其特征在于，所述HAT-CN-X、乙炔黑和聚乙烯醇的质量比为8:1:1。

9.一种膜电容去离子模块，其特征在于，所述电容去离子模块依次由有机玻璃板、以权利要求5所述的HAT-CN-X为活性物质的电极、无纺布、阴离子交换膜、两片硅胶垫片、阳离子交换、权利要求5所述的HAT-CN-X为活性物质的电极和有机玻璃板组成。

10.权利要求9所述膜电容去离子模块的电容去离子方法，其特征在于，包括如下步骤：

S3.将膜电容去离子模块与直流电压电路构成闭合回路，施加电压1.2～1.8V；

S4.将浓度为500～1000mg/L的NaCl溶液送入膜电容去离子模块，将HAT-CN-X材料的电极用作阴/阳极进行离子的吸附，然后流出，NaCl溶液的流速为22mL/min；

S5.采用电导率探针在电容去离子模块出口处实时检测NaCl溶液的电导率，以确定吸附量；

S6.电极达到吸附饱和后，反接电压进行脱附；

S7.重复上述步骤S3～S6，进行下一个电容去离子过程。