[发明专利]一种新型氮掺杂生物碳基多孔电催化剂制备方法

摘要

本发明公开的是一种新型氮掺杂生物碳基多孔电催化剂制备方法，属于电催化材料领域，将柚子皮预处理、制备前驱体、活化后掺入金属源，经过煅烧后得到采用柚子皮制备的含氮多孔生物碳材料；本发明的有益效果是：本发明选用了廉价和可再生的柚子皮作为原材料制备催化剂，不仅缓解了柚子皮可能带来的环境污染，还有效降低了电催化剂的制备成本；另外，利用水热碳化方法，不仅可以有效保留材料的空间结构还具有高的产率，以及操作简便等优点；掺杂的金属元素对提高生物炭的析氢能力有很大的帮助，多孔碳具有高表面积和高稳定性的优点，是被看好的电催化剂材料之一；生物质是富含有机质的生物材料，丰富的杂原子含量使生物质成为电催化的可能原料。

主权项

1.一种新型氮掺杂生物碳基多孔电催化剂制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)：去掉柚子的果肉和外表皮，得到新鲜柚子皮，并切成2*3cm的块状；控制温度在80℃‑100℃煮沸，去除可溶性物质；2)：将步骤1中过滤洗涤得到的柚子皮放入反应釜中，控制水温在140℃‑220℃水热反应15‑20h，得到黑色的柚子皮水凝胶；3)：将步骤2得到的凝胶过滤、去离子水洗，冷冻干燥，得到前驱体；4)：将氢氧化钾与步骤3得到的柚子皮粉末按3:1的比例混合，研磨，将混合好的样品置入刚玉坩埚，在惰性气体氛围下，于管式炉中煅烧1‑2h，所述管式炉温度控制在500℃‑700℃，升温速率为1℃/min‑5℃/min；冷却后将煅烧后的样品再次研磨，用去离子水洗涤至PH值为7；将洗涤后的产品过滤，然后放入温度为60℃的烘箱中干燥12‑24h；5)：取步骤4活化后干燥的粉末，溶解在装有去离子水的烧杯中，按活化后干燥的粉末与金属源3:1的质量比加入金属源，搅拌16‑26h，静置1‑2h后将其过滤，并置于60℃的干燥箱中干燥12‑24h；6)：将步骤5共将真空干燥后的样品在温度控制在800℃‑900℃、升温速率为1℃/min‑5℃/min的管式炉中惰性气体氛围下煅烧2‑3h；将样品研磨至粉末，得到采用柚子皮制备的含氮多孔生物碳材料。