[发明专利]一种生物质制备多级孔磷掺杂碳材料的方法

权利要求书

1.一种生物质制备多级孔磷掺杂碳材料的方法,其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、将生物质粉碎为微小颗粒；

步骤二、将粉碎后的生物质颗粒与含磷酸性溶液按比例均匀形成混合物；

步骤三、将混合物进行水热反应，生成水热碳；

步骤四、将水热反应后得到的水热碳进行脱水、干燥；

步骤五、将干燥后的水热碳放入热解炉中，在惰性气氛保护下进行快速热解，并得到快速热解后的多级孔磷掺杂碳材料。

2.根据权利要求1所述的一种生物质制备多级孔磷掺杂碳材料的方法,其特征在于：所述步骤一中生物质为木质纤维素生物质、农业固体废物、城市固体废物中任意一种或两种以上的组合；所述木质纤维素生物质包括纤维素、木质素、木糖、木聚糖、葡萄糖、纤维二糖、淀粉、半纤维素、壳聚糖、甲壳素、蔗糖、果糖；椰子壳、橄榄核、杏核、枣核、桃核、杏仁壳、山核桃壳、花生壳、玉米芯、毛里求斯种子、果肉、木材、甘蔗渣、毛竹、玉米秸秆、棉花秸秆、大麻、稻壳、菠萝蜜果皮、咖啡渣、平滑大米草、甘蔗渣、朝鲜蓟叶、芦苇草叶、莲茎、水葫芦、干草、微藻；所述农业固体废物包括油菜籽饼、小桐子饼、饼粕、酒糟、废弃蛋白、动物废物，所述城市固体废物包括废弃纸张、塑料废料、再生塑料。

3.根据权利要求1所述的一种生物质制备多级孔磷掺杂碳材料的方法,其特征在于：所述步骤二中含磷酸性溶液为磷酸水溶液或者酸性磷酸盐溶液。

4.根据权利要求3所述的一种生物质制备多级孔磷掺杂碳材料的方法，其特征在于：所述酸性磷酸盐溶液为酸性磷酸盐与无机酸形成的溶液、酸性磷酸盐与有机酸形成的溶液、非酸性磷酸盐与无机酸形成的溶液、非酸性磷酸盐与有机酸形成的溶液中的任意一种，所述酸性磷酸盐包括磷酸氢二钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢铵，所述非酸性磷酸盐包括磷酸氢二钠、磷酸钠、磷酸钾、磷酸钙、聚磷酸铵，所述无机酸包括盐酸、硫酸、磷酸、硝酸，所述有机酸包括甲酸、乙酸、柠檬酸、草酸。

5.根据权利要求1所述的一种生物质制备多级孔磷掺杂碳材料的方法，其特征在于：所述步骤二中含磷酸性溶液与生物质颗粒混合的比例按磷/碳质量比控制在0.1:1至5:1之间。

6.根据权利要求1所述的一种生物质制备多级孔磷掺杂碳材料的方法，其特征在于：所述步骤三中水热反应的温度为70℃至300℃。

7.根据权利要求1所述的一种生物质制备多级孔磷掺杂碳材料的方法，其特征在于：所述步骤三中水热反应的时间为1h至24h。

8.根据权利要求1所述的一种生物质制备多级孔磷掺杂碳材料的方法，其特征在于：所述步骤五中快速热解的温度为350℃至1000℃，

9.根据权利要求8所述的一种生物质制备多级孔磷掺杂碳材料的方法，其特征在于：所述步骤五中快速热解的温度优选为450-800℃。

10.根据权利要求1所述的一种生物质制备多级孔磷掺杂碳材料的方法，其特征在于：所述步骤五中快速热解的时间为5min。