[发明专利]一种杂原子掺杂多孔碳电极材料的制备方法

权利要求书

1.一种杂原子掺杂多孔碳电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将丙烯酰胺、N, N’-亚甲基双丙烯酰胺、海藻酸钠、含杂原子的共聚单体和水混合均匀，得到混合溶液，通氮气除氧后，加入引发剂引发聚合反应，得到水凝胶；

（2）将水凝胶冷冻干燥，得到干凝胶，将干凝胶进行碳化，再经过水洗及干燥，即得杂原子掺杂多孔碳电极材料；

步骤（1）中，丙烯酰胺、N, N’-亚甲基双丙烯酰胺、海藻酸钠、含杂原子共聚单体和水的质量比为0.02~0.1:0.002~0.015:0~0.02:0~0.1:1；

步骤（1）中，所述含杂原子的共聚单体选自3-(4-吡啶基)丙烯酸、3-(2-噻吩基)丙烯酸、4-乙烯基苯硼酸或磷烯醇丙酮酸环己铵盐中的任意一种或两种以上任意比例的混合物；

步骤（2）中，所述碳化在氮气的氛围下进行，碳化温度为700~1000℃，时间为2~4h。

2.如权利要求1所述杂原子掺杂多孔碳电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，丙烯酰胺、N, N’-亚甲基双丙烯酰胺、海藻酸钠、含杂原子共聚单体和水的质量比为0.03~0.06:0.002~0.008:0.008~0.012:0.03~0.06:1。

3.如权利要求1所述杂原子掺杂多孔碳电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述引发剂的用量为丙烯酰胺与含杂原子共聚单体总质量的1-6%。

4.如权利要求1所述杂原子掺杂多孔碳电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵或者水溶性氧化-还原引发体系中的一种，所述水溶性氧化-还原引发体系选自过硫酸钾-亚硫酸钠、过硫酸钾-亚硫酸氢钠、过硫酸铵-亚硫酸钠或过硫酸铵-亚硫酸氢钠水溶性氧化-还原引发体系中的任意一种。

5.如权利要求4所述杂原子掺杂多孔碳电极材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵时，反应温度为65~75℃，反应时间为2~5h；所述引发剂为水溶性氧化-还原引发体系时，反应温度为20~30℃，反应时间为2~5h。