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专利号: 2018115029227
申请人: 河南工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种氮硼双掺杂多孔中空碳纳米胶囊材料的制备方法,其特征在于步骤如下:(1)水热处理

将埃洛石粉末置于烧杯中,加入硼源、氮源、碳源和水混合均匀,超声处理后用磁力搅拌器进行搅拌,最后将混合液转移至水热反应釜中进行水热反应,反应后材料用酒精和水进行过滤洗涤,干燥得到埃洛石@氮硼双掺杂水热材料;

(2)碳化处理

将步骤(1)得到的埃洛石@氮硼双掺杂水热材料在保护气体氛围中高温碳化处理,得埃洛石@氮硼双掺杂碳化料;

(3)模板去除

将步骤(2)得到的埃洛石@氮硼双掺杂碳化料取出,在酸性混合溶液中浸泡后用去离子水洗涤过滤至滤液呈中性,然后将滤渣置于真空干燥箱中进行干燥;

(4)活化处理

将步骤(3)干燥后的滤渣、盐类活化剂、酒精和水置于坩埚中混合均匀并静置10-24h,将静置产物放入真空干燥箱中进行干燥;然后将干燥所得产物高温保护气体氛围中进行活化;将活化产物取出用盐酸进行过滤洗涤,再将所得滤渣在真空干燥箱中进行干燥处理,得到氮硼双掺杂多孔中空碳纳米胶囊。

2.根据权利要求1所述的氮硼双掺杂多孔中空碳纳米胶囊材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中埃洛石粉末、硼源、氮源和碳源的质量比为1:(1.5-3):(6-8):(8-15)。

3.根据权利要求1所述的氮硼双掺杂多孔中空碳纳米胶囊材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中硼源为硼酸或三氧化二硼,氮源为尿素或氨水,碳源为葡萄糖或蔗糖。

4.根据权利要求1所述的氮硼双掺杂多孔中空碳纳米胶囊材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中超声处理时间为20-40min,搅拌时间为2-4h,水热反应温度为120-180℃,反应时间为8h,干燥温度为50-60℃,干燥时间为12h。

5.根据权利要求1所述的氮硼双掺杂多孔中空碳纳米胶囊材料的制备方法,其特征在于:所述保护气体为氮气、氩气、氦气、氢气中的任意一种,保护气体的进气流量为100-

400sccm。

6.根据权利要求1所述的氮硼双掺杂多孔中空碳纳米胶囊材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中高温碳化温度为700-1100℃,碳化时间为2-4h,升温速度为5-10℃/min。

7.根据权利要求1所述的氮硼双掺杂多孔中空碳纳米胶囊材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中酸性混合溶液为浓度为1mol/L、体积比为1:1的氢氟酸与稀硝酸、稀盐酸或稀硫酸的混合物;真空干燥箱温度为80-120℃,干燥时间为12-24h。

8.根据权利要求1所述的氮硼双掺杂多孔中空碳纳米胶囊材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中盐类活化剂为ZnCl2或K2CO3,滤渣和盐类活化剂的质量比为1:(2-4)。

9.根据权利要求1所述的氮硼双掺杂多孔中空碳纳米胶囊材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中真空干燥温度为80-120℃,干燥时间为12-24h,高温活化温度为400-800℃,升温速度4-10℃/min,保温时间为1-3h。