一种富氮生物油基多孔炭及其制备方法和应用与流程

技术特征：
1.一种富氮生物油基多孔炭，其特征在于所述多孔碳以生物质和含氮化合物共热解所得富氮生物油为前驱体，以金属盐为模板剂，通过一步炭化制备多孔炭。2.根据权利要求1所述的一种富氮生物油基多孔炭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）富氮生物油的制备：将生物质和含氮原料混合均匀，在惰性气体氛围下共热解得到富氮生物油；（2）富氮生物油与模板剂混合：取步骤（1）中的富氮生物油，加入模板剂和无水乙醇后，在加热条件下搅拌均匀，待冷却至室温后得到富氮生物油与模板剂混合物；（3）富氮生物油基多孔炭的制备：在惰性气体氛围下炭化步骤（2）的混合物，待升温后保持恒温，反应结束后自然冷却至室温，得到炭化产物；（4）对步骤（3）中的炭化产物进行酸洗处理，随后使用去离子水洗涤至中性，经过滤和干燥后得到最终产物。3.根据权利要求2所述的一种富氮生物油基多孔炭的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的生物质为松木、稻壳、椰壳、核桃壳、花生壳、秸秆、甘蔗渣中的至少一种，含氮原料为废弃尼龙（聚酰胺）、尿素、三聚氰胺中的至少一种。4.根据权利要求2所述的一种富氮生物油基多孔炭的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中生物质与含氮原料质量比为0.5:1～2:1。5.根据权利要求2所述的一种富氮生物油基多孔炭的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）热解的条件为：升温速率为1
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50℃/min，热解温度为500
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800℃，保温时间为1
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3h，气体流速为10
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500ml/min。6.根据权利要求2所述的一种富氮生物油基多孔炭的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中模板剂为氯化锌、乙酸镁、氢氧化镁、碳酸镁、氯化钾、碳酸钾中的至少一种。7.根据权利要求2所述的一种富氮生物油基多孔炭的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中富氮生物油与模板剂质量比为1:2
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1:5。8.根据权利要求2所述的一种富氮生物油基多孔炭的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）炭化的条件为：升温速率为1
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20℃/min，升温至500
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1000℃并保持恒温，保温时间为1
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3h，气体流速为10
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500ml/min。9.根据权利要求2所述的一种富氮生物油基多孔炭的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）的酸洗条件为：使用0.1
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3mol/l稀盐酸溶液，洗涤时间为1
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12 h，酸洗温度为25
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60
o
c。10.根据权利要求1
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9所述的一种富氮生物油基多孔炭在电化学催化氧还原反应上的应用。

技术总结
本发明涉及一种富氮生物油基多孔炭及其制备方法与应用；其制备方法包括如下步骤：以生物质及含氮化合物为原料，通过共热解制备富氮生物油；以富氮生物油作为碳、氮前驱体，金属盐为模板剂，制成前驱体与模板剂的均匀混合物；在高温下对混合物进行炭化后得到炭化产物；对炭化产物进行酸洗，并用去离子水洗涤至中性，经抽滤和烘干后得到富氮生物油基多孔炭；本发明以富氮生物油作为前驱体，具有低灰分、高氮含量的优势，在热解过程中无需外加氮源，比固态生物质更适用于模板法，所得多孔炭具有孔结构规整、孔径集中、表面富含氮、氧官能团的特点，表现出良好的氧还原反应电催化性能。能。能。


技术研发人员：肖睿 许佳欢 刘超 薛北辰 李明
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2021.06.16
技术公布日：2021/11/4