[发明专利]二步法制备氮掺杂多孔碳材料的方法及其用途

摘要

本发明涉及二步法制备氮掺杂多孔碳材料的方法及其用途，属于储氢材料和新能源材料领域。该氮掺杂多孔碳材料采用模板碳化法制备得到，首先采用微孔分子筛为模板，如ZSM-5、3A、5A、13X、Y、β等，采用液相浸渍和化学沉积两者结合的二步法制备而成。液相浸渍是以蔗糖、糠醇、聚丙烯腈等为碳或碳氮前驱物，浸渍在模板中，化学沉积是以丙烯、乙腈、苯乙烯、甲苯等依次通过CVD的方法沉积在模板中。然后进一步通过高温碳化和模板去除等工艺步骤得到氮掺杂多孔碳。可以通过控制工艺条件得到不同结构的氮掺杂多孔碳材料。该方法制备的氮掺杂多孔碳材料比表面积高、孔体积大、孔径分布窄、孔结构可调控，可以用于储氢材料和超级电容器电极材料。

主权项

1、二步法制备氮掺杂多孔碳材料的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将干燥的微孔分子筛浸入到含有蔗糖、糠醇、聚丙烯腈等碳或碳氮前驱物的溶液中，微孔分子筛与碳或碳氮前驱物的质量用量配比为1∶0.1～1∶2，室温搅拌1～6小时，直到碳前驱物充分浸入到模板的孔道中，然后在40～100℃下处理6～36小时；(2)将前面得到的复合物置于管式炉中，在惰性气氛下碳化，碳化温度为600～1200℃，，在碳化的同时通过气相沉积将丙烯、乙腈、苯乙烯、甲苯等前驱物沉积在未充填的孔道中，惰性气体流量为20～300毫升/分钟，恒温时间为2～10小时；(3)在气相沉积结束以后，继续在惰性气氛下，600～1200℃保温0～6h；(4)将碳化后得到的碳氮/分子筛复合物加入到质量比为2～20％的氢氟酸溶液中，室温搅拌6～24小时，然后再采用1～6M的盐酸溶液，在20～100℃下搅拌2～24小时，反复洗涤多次，然后经过滤分离、洗涤、干燥得到去除模板后的氮掺杂多孔碳材料。