[发明专利]一种丝素源氮掺杂多孔碳材料及其制备方法

权利要求书

1.一种丝素源氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

取丝素蛋白浸渍于0.1～0.45mol/L的氯化钾溶液中，浸渍完毕后取出烘干，得到掺杂钾元素的丝素蛋白；

将掺杂钾元素的丝素蛋白进行高温处理，以使所述丝素蛋白碳化成碳材料，同时使丝素蛋白中的钾元素、碳元素和氧元素结合形成碳酸钾后分解产生逸出的二氧化碳，以在所述碳材料上形成孔洞，从而得到丝素源氮掺杂多孔碳材料；

其中，高温处理的温度为700～900℃。

2.根据权利要求1所述的丝素源氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤“取丝素蛋白浸渍于0.1～0.45mol/L的氯化钾溶液中”中，所述氯化钾溶液的浓度为0.45mol/L，浸渍处理时间为22～26h。

3.根据权利要求1所述的丝素源氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述高温处理的温度为900℃，保温时间2～4h，升温速率为5℃/min。

4.根据权利要求1所述的丝素源氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述丝素蛋白的制备方法包括如下步骤：

取蚕茧清洗以去除杂质，将清洗后的蚕茧置于碳酸钠溶液中以脱去蚕茧中的丝胶；

将氯化钙、乙醇、去离子水以1:2:8的重量比配置为三元体系溶液；

将脱去丝胶的蚕茧溶解于三元体系溶液中，得到丝素蛋白溶液；

将丝素蛋白溶液放置于分子量8000～14000的透析袋中透析，以除去氯化钙和乙醇；

将透析后的丝素蛋白溶液烘干，得到丝素蛋白。

5.根据权利要求4所述的丝素源氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤“取蚕茧清洗以去除杂质，将清洗后的蚕茧置于碳酸钠溶液中以脱去蚕茧中的丝胶”中，将清洗后的蚕茧置于碳酸钠溶液中，并100℃水浴处理0.8～1.2h。

6.根据权利要求4所述的丝素源氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤“将脱去丝胶的蚕茧溶解于三元体系溶液中”中，将脱去丝胶的蚕茧用去离子水清洗至少2次后，再溶解于三元体系溶液中。

7.根据权利要求4所述的丝素源氮掺杂多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤“将脱去丝胶的蚕茧溶解于三元体系溶液中，得到丝素蛋白溶液”中，将脱去丝胶的蚕茧浸泡于三元体系溶液中，75℃水浴处理5～7h使得蚕茧溶解于三元体系溶液中，从而得到丝素蛋白溶液。

8.一种丝素源氮掺杂多孔碳材料，其采用如权利要求1-7任一所述的制备方法制备而成，其特征在于，所述丝素源氮掺杂多孔碳材料中包含氮元素，所述氮元素的含量为10～13％wt。