CN103466598A - 基于生物质基制备含氮有序介孔碳材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于生物质基制备含氮有序介孔碳材料的方法。配制结构导向剂溶液；将生物质酚取代部分苯酚与糠醛经酚醛缩合反应制得的酚醛缩合低聚物加入到上述结构导向剂溶液中，升温到75-100oC、搅拌均匀，然后在100oC-200oC下反应6-72h，过滤、干燥后在惰性气氛下350-500oC焙烧1-3h，再经酸洗、干燥后在惰性气氛保护下600-900oC高温碳化1-5h而得。其采用廉价可再生生物质酚部分代替苯酚，解决了当前能源再生的问题；采用特定的金属离子化合物与含有亚胺基的聚合物共同作用形成的结构导向剂溶液，可以根据实际需要，进行比表面积的调控。

Description

基于生物质基制备含氮有序介孔碳材料的方法
技术领域
本发明涉及有序介孔碳材料制备领域，具体涉及一种基于生物质基制备含氮有序介孔碳材料的方法。
背景技术
介孔碳材料因其大比表面、结构形貌可控、优良的热稳定性和化学稳定性，而在电极材料、能量储存、气体分离、催化剂和色谱柱填料等领域有非常广泛的应用。自从1999年结构有序的介孔碳在首次被报道以来，合成新型介观结构有序的碳材料越来越引起人们的关注。人们利用各种不同结构的介孔氧化硅模板以及碳源，合成出一系列不同结构和形貌的有序介孔碳。
但这种合成路线合成步骤多且过于繁琐，而且还要消耗多级孔氧化硅模板以及制备多级孔氧化硅模板所需要的表面活性剂，因此相对比较昂贵。近来，有机自组装合成法的提出是有序介孔碳材料合成方法的一大突破。这种方法利用特定结构的软模板直接引导碳前驱体的组装，经过固化交连，从而将模板结构复制到产物中。目前这个新兴材料合成领域的研究工作才刚刚展开，各种具有新颖结构、形貌或性能的介孔碳正在不断地被开发合成出来。
专利 CN 101941688A 报道了一种介孔碳材料的制备新方法，其制备方法是将络合剂与过渡金属形成的配合物加入到硅溶胶和碳前体的混合液中固化后在高温下碳化后除去二氧化硅得到所需要的介孔碳材料。该方法使用了硅溶胶作为模板，制备方法较复杂。而且本方法使用了资源紧缺的化工原料作为碳材料的前体，价格较昂贵。专利CN 100999317A公开了一种新型的含氮有序介孔碳及其合成方法及其在吸附领域的初步应用。在有机溶剂中，可溶性树脂和含氮有机前驱物发生反应，然后利用此前驱体与非离子表面活性剂自组装得到含氮树脂-非离子表面活性剂复合材料，在惰性气氛下低温焙烧得到含氮有序介孔聚合物，进一步碳化，得到含氮有序介孔碳;或者将含氮树脂-非离子表面活性剂复合材料一步高温碳化得含氮有序介孔碳。但这种方法使用的碳源聚合物树脂为酚醛树脂、脲醛树脂等，以及使用了非水溶剂，这不仅造成材料的制备成本较高，而且产生了环境污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提出一种简单易行、成本低廉的以基于生物质基制备含氮有序介孔碳材料的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
基于生物质基制备含氮有序介孔碳材料的方法，其特征在于：
（1）配制结构导向剂溶液: 将含有亚胺基的聚合物与可与亚胺基进行配位的金属离子的化合物加水溶解，搅拌配得结构导向剂溶液；
（2）将生物质酚取代部分苯酚与糠醛经酚醛缩合反应制得的酚醛缩合低聚物加入到上述结构导向剂溶液中，升温到75-100oC、搅拌均匀，然后于密闭的反应釜中100oC-200oC下反应6-72h，再经过滤、干燥得到聚合物复合物；
（3）将由此得到的聚合物复合物在惰性气氛下350-500oC焙烧1-3h，再经酸洗、干燥后在惰性气氛保护下600-900oC高温碳化1-5h而得。
按上述方案，所述结构导向剂中含有亚胺基的聚合物为线形聚乙烯亚胺、聚乙二醇-线性聚乙烯亚胺-聚乙二醇、线性聚乙烯亚胺-聚乙二醇-线性聚乙烯亚胺、线性聚乙烯亚胺-聚氧化乙烯-线性聚乙烯亚胺嵌段共聚物；所述可与亚胺基进行配位的金属离子为Cu2+、Fe3+、Ni2+、Co2+、Al3+、Cd2+、Cr3+、Ag+的一种或多种；所述可与亚胺基进行配位的金属离子化合物与含有亚胺基的聚合物中亚胺基的摩尔比为0.1:1-1:1。 
按上述方案，所述的酚醛缩合低聚物和结构导向剂中可与亚胺基进行配位的金属离子化合物的质量比为1:0.5-10。
按上述方案，所述配制结构导向剂溶液中的溶解温度为75-95℃。
按上述方案，所述步骤(3)的酸洗用酸为硝酸、硫酸、盐酸，优选为硝酸。
按上述方案，所述的焙烧过程中的升温速率为1-10oC/min；所述碳化过程中的升温速率为1-10oC/min。
按上述方案，所述酚醛缩合低聚物是于pH 10-14的条件下，在生物质酚和苯酚中加入糠醛，所述生物质酚和苯酚的质量比为1-100:1，缓慢升温至60-75oC反应1-6h后再加酸调节体系pH值为6.5-7.5，减压蒸馏除去体系中的水、后处理而得。
按上述方案，所述的生物质酚为腰果酚、漆酚或愈创木酚。
按上述方案，所述的生物质酚和苯酚的总和与糠醛的摩尔比为0.1:1-5:1。
按上述方案，所述调节pH值用酸是盐酸、硝酸、硫酸、草酸、冰醋酸中的一种或多种。
按上述方案，所述的减压蒸馏温度为30-60℃，时间为1-2h；所述的后处理是在体系中先加乙醇搅拌均匀过夜，然后将析出的固体杂质离心分离除去，得到酚醛缩合低聚物乙醇溶液。
本发明中通过将高分子前驱体与结构导向剂先经有机-有机自组装得到高分子-高分子复合材料，然后在惰性气氛下利用低温焙烧、酸洗、干燥后得到介孔高分子材料，继续高温碳化得到的相应结构的介孔碳材料，与现有技术相比：1、采用廉价的可再生的生物质酚部分代替苯酚合成酚醛缩合低聚物，解决了当前能源再生的问题；2、采用特定的金属离子化合物与含有亚胺基的聚合物共同作用形成的结构导向剂溶液，可以根据实际需要，通过对金属离子化合物、含有亚胺基的聚合物类型及两者用量比例的调节进行比表面积的调控，同时，含有亚胺基的聚合物为有序介孔碳提供氮源。本发明中该介孔材料的孔径为1-10nm, 孔容为0.1-1.0cm3/g，表面积为600-3000m2/g。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明不仅仅局限于以下实施例。
实施例1 
在50 oC下于2.0 g腰果酚和0.2g苯酚体系中加入NaOH水溶液搅拌10 min后，调节体系pH为14，然后向其中加入2.45g糠醛继续搅拌10min，缓慢升温至75 oC反应3 h后用稀盐酸溶液调节溶液的pH值为7.0，在45 oC减压蒸馏2 h除去体系中的水。然后溶于乙醇搅拌均匀过夜12 h，将析出的氯化钠杂质离心分离除去，得到酚醛缩合低聚物的乙醇溶液，待用。
将3.2g线性聚乙烯亚胺（分子量10000）和3g硝酸镍（Ni(NO3）2·6H2O)溶解在20mL 85oC水中，搅拌3小时后，得到结构导向剂溶液，然后向其中加入上述酚醛缩合低聚物的乙醇溶液，混合，所述酚醛缩合低聚物与结构导向剂中硝酸镍的质量比为1：1，在85oC搅拌均匀后将所得到的溶液转移到密闭的反应釜中，在160oC下反应36h后经过滤、干燥，得到产物。将产物在氮气气氛下350oC焙烧1.5小时，所述的焙烧过程中的升温速率为5oC/min。然后用pH为1的硝酸溶液洗涤，干燥后在氮气气氛下600oC焙烧高温碳化3小时，所述碳化过程中的升温速率为10oC/min，得到含氮有序介孔碳材料，所得介孔碳孔径为7.2nm，孔容为0.59cm3/g，BET比表面积为1800m2/g。
实施例2
在30 oC下于2.0 g漆酚和0.1g苯酚中，加入NaOH水溶液搅拌10 min后，调节体系pH为13，加入1.25g糠醛继续搅拌15min，缓慢升温至60 oC反应5 h后用稀硝酸溶液调节溶液的pH值为7.0，在45 oC减压蒸馏l.5 h除去体系中的含水。溶于溶于乙醇搅拌均匀过夜12 h，将析出的固体杂质离心分离除去，得到酚醛缩合低聚物的乙醇溶液，待用。
将线性聚乙烯亚胺、硝酸钴溶解在30mL 75oC水中，搅拌，得到结构导向剂溶液，所述硝酸钴与线性聚乙烯亚胺中亚胺基的摩尔比为0.3:1，然后向其中加入上述酚醛缩合低聚物的乙醇溶液混合在75oC搅拌均匀然后将所得到的溶液转移到密闭的反应釜中，所述的酚醛缩合低聚物和结构导向剂中硝酸钴的质量比为1：3，在120oC下反应30h后经过滤、干燥，得到产物。将产物在氮气气氛下450oC焙烧2小时，所述的焙烧过程中的升温速率为10oC/min，然后用pH为2的盐酸溶液洗涤，干燥后在氮气气氛下700oC焙烧高温碳化3小时，所述碳化过程中的升温速率为3oC/min，得到含氮有序介孔碳材料，所得介孔碳孔径为2.5nm，孔容为0.3cm3/g, BET比表面积为600m2/g。
实施例3
在25oC下于2.8g愈创木酚和0.4g苯酚中加入NaOH水溶液搅拌20 min后，调节体系pH为11，加入2.0g糠醛继续搅拌30min，65 oC反应4 h后用稀硫酸溶液调节溶液的pH值为7.0，在35 oC减压蒸馏2 h除去体系中的含水。溶于乙醇搅拌均匀过夜，将析出的固体离心分离除去，得到酚醛缩合低聚物的乙醇溶液，待用。
将聚乙二醇-线性聚乙烯亚胺-聚乙二醇、硝酸铝溶解在30mL 80oC水中，搅拌得到结构导向剂溶液，所述硝酸铝与聚乙二醇-线性聚乙烯亚胺-聚乙二醇中亚胺基的摩尔比为0.6:1，然后向其中加入酚醛缩合低聚物的乙醇溶液混合，所述的酚醛缩合低聚物和结构导向剂中硝酸铝的质量比为1:8，在90oC搅拌均匀然后将所得到的溶液转移到密闭的反应釜中，在150oC下反应36h后经过滤、干燥，得到产物。将产物在氮气气氛下500oC焙烧2小时，然后用pH为1的盐酸溶液洗涤，干燥后在氮气气氛下800oC焙烧2小时，得到含氮有序介孔碳材料，所得介孔碳孔径为6.5nm，孔容为0.58cm3/g，BET比表面积为1200m2/g。
实施例4
在30 oC下于2.0 g腰果酚和0.15g苯酚中加入NaOH水溶液搅拌10 min后，调节体系pH为11，加入0.75g糠醛继续搅拌25min，缓慢升温至75 oC反应1.5 h后用稀盐酸溶液调节溶液的pH值为7.0，在45 oC减压蒸馏1.5 h除去体系中的含水。溶于乙醇搅拌均匀过夜，将析出的固体离心分离除去，得到酚醛缩合低聚物的乙醇溶液，待用。
将4.6g线性聚乙烯亚胺、0.5g硝酸铜溶解在25mL 85oC水中，搅拌，得到结构导向剂溶液，所述硝酸铜与线性聚乙烯亚胺中亚胺基的摩尔比为0.1:1，然后与上述酚醛缩合低聚物的乙醇溶液混合，所述的酚醛缩合低聚物和结构导向剂中硝酸铜的质量比为1:10，在90oC搅拌均匀然后将所得到的溶液转移到密闭的反应釜中，在105oC下反应24h后经过滤、干燥，得到产物。将产物在氮气气氛下400oC焙烧3小时，然后用pH为2的硝酸溶液洗涤，干燥后在氮气气氛下700oC焙烧3小时，得到含氮有序介孔碳材料，所得介孔碳孔径为1.2nm，孔容为0.1cm3/g，BET比表面积为900m2/g。
实施例5
于40 oC下在2.0 g愈创木酚和0.02g苯酚中加入NaOH水溶液搅拌10 min后，调节体系pH为10，加入1.36g糠醛继续搅拌30min，缓慢升温至60 oC反应2 h后用稀醋酸溶液调节溶液的pH值为7.0，在45 oC减压蒸馏2 h除去体系中的含水。溶于乙醇搅拌均匀过夜，将析出的固体离心分离除去，得到酚醛缩合低聚物的乙醇溶液，待用。
将聚乙二醇-线性聚乙烯亚胺-聚乙二醇、硝酸银溶解在90oC水中，搅拌，得到结构导向剂溶液，所述硝酸银与聚乙二醇-线性聚乙烯亚胺-聚乙二醇中亚胺基的摩尔比为0.8:1，然后与上述酚醛树脂醇溶液混合，所述的酚醛缩合低聚物和结构导向剂中硝酸银的质量比为1:5，在90oC搅拌均匀然后将所得到的溶液转移到密闭的反应釜中，在120oC下反应6h后经过滤、干燥，得到产物。将产物在氮气气氛下450oC焙烧2.5小时，然后用pH为1的硝酸溶液洗涤，干燥后在氮气气氛下750oC焙烧4小时，得到含氮有序介孔碳材料，所得介孔碳孔径为2.5nm，孔容为0.35cm3/g，BET比表面积为1800m2/g。
实施例6 
于50 oC下在2.0 g漆酚和0.18g苯酚中，加入NaOH水溶液搅拌15 min后，调节体系pH为12，加入2.45g糠醛继续搅拌30min，缓慢升温至70 oC反应3 h后用稀盐酸溶液调节溶液的pH值为7.0，在45 oC减压蒸馏2 h除去体系中的含水。将得到的酚醛树脂预聚体溶于乙醇搅拌均匀过夜12 h，将析出的固体离心分离除去，得到酚醛缩合低聚物的乙醇溶液，待用。
将线性聚乙烯亚胺-聚氧化乙烯-线性聚乙烯亚胺、硝酸镉溶解在95oC水中，搅拌得到结构导向剂溶液，所述硝酸镉与线性聚乙烯亚胺-聚氧化乙烯-线性聚乙烯亚胺中亚胺基的摩尔比为0.1：1，然后与上述酚醛缩合低聚物的乙醇溶液混合，所述的酚醛缩合低聚物和结构导向剂中硝酸镉的质量比为1:5，在 100oC搅拌均匀然后将所得到的溶液转移到密闭的反应釜中，在110oC下反应6h后经过滤、干燥，得到产物。将产物在氮气气氛下400oC焙烧2小时，然后用pH为2的硝酸溶液洗涤，干燥后在氮气气氛下827oC焙烧2小时，得到含氮有序介孔碳材料，所得介孔碳孔径为1.5nm，孔容为0.2cm3/g，BET比表面积为1000m2/g。
实施例7 
在45 oC下于2.0 g腰果酚和0.08g苯酚中加入NaOH水溶液搅拌10 min后，调节体系pH为13，加入1.65g糠醛继续搅拌10min，缓慢升温至75 oC反应1 h后用稀草酸溶液调节溶液的pH值为7.0，在55 oC减压蒸馏lh除去体系中的含水。将得到的酚醛树脂预聚体溶于乙醇搅拌均匀过夜12 h，将析出的固体离心分离除去，得到酚醛缩合低聚物的乙醇溶液，待用。
将线性聚乙烯亚胺、硝酸铁溶解在85oC水中，8搅拌得到结构导向剂溶液，所述硝酸铁与线性聚乙烯亚胺中亚胺基的摩尔比为1：1，然后与上述酚醛缩合低聚物的乙醇溶液混合，所述的酚醛缩合低聚物和结构导向剂中硝酸铁的质量比为1:8，在100oC搅拌均匀然后将所得到的溶液转移到密闭的反应釜中，在160oC下反应12h后经过滤、干燥，得到产物。将产物在氮气气氛下400oC焙烧1.5小时，然后用pH为1的盐酸溶液洗涤，干燥后在氮气气氛下900oC焙烧4小时，得到含氮有序介孔碳材料，所得含氮介孔碳孔径为2.5nm，孔容为0.3cm3/g，BET比表面积为1200m2/g。
实施例8
在40 oC下于2.0 g愈创木酚和0.16g苯酚中加入NaOH水溶液搅拌15 min后，调节体系pH为12，加入2.16g糠醛继续搅拌30min，缓慢升温至60oC反应5h后用稀盐酸溶液调节溶液的pH值为7.0，在45 oC减压蒸馏l h除去体系中的含水。溶于乙醇搅拌均匀过夜12 h，将析出的固体离心分离除去，得到酚醛缩合低聚物的乙醇溶液，待用。
将 聚氧化乙烯-线性聚乙烯亚胺-聚氧化乙烯、0.2g硝酸铁溶解在10mL 80oC水中，搅拌，得到结构导向剂溶液，所述硝酸铁与聚氧化乙烯-线性聚乙烯亚胺-聚氧化乙烯中亚胺基的摩尔比为0.1：1，然后与上述酚醛缩合低聚物的乙醇溶液混合，所述的酚醛缩合低聚物和结构导向剂中硝酸铁的质量比为1:3，在85oC搅拌均匀然后将所得到的溶液转移到密闭的反应釜中，在120oC下反应48h后经过滤、干燥，得到产物。将产物在氮气气氛下427oC焙烧2小时，得到介孔高分子。然后用pH为2的盐酸溶液洗涤，干燥后在氮气气氛下827oC焙烧5小时，得到含氮有序介孔碳材料，所得介孔碳孔径为8.3nm，孔容为0.9cm3/g，BET比表面积为1500m2/g。
实施例9
在30 oC下于2.0 g漆酚和0.25g苯酚中加入NaOH水溶液搅拌15 min后，调节体系pH为14，加入2.45g糠醛继续搅拌30min，缓慢升温至75 oC反应2.5 h后用稀硫酸溶液调节溶液的pH值为7.0，在45 oC减压蒸馏l.5 h除去体系中的含水。溶于乙醇搅拌均匀过夜12 h，将析出的固体离心分离除去，得到酚醛缩合低聚物的乙醇溶液，待用。
将线性聚乙烯亚胺-聚乙二醇-线性聚乙烯亚胺、0.5g硝酸铁溶解在85oC水中，搅拌得到结构导向剂溶液，所述硝酸铁与线性聚乙烯亚胺-聚乙二醇-线性聚乙烯亚胺中亚胺基的摩尔比为0.3：1，然后与上述酚醛缩合低聚物的乙醇溶液混合，所述的酚醛缩合低聚物和结构导向剂中硝酸铁的质量比为1:1，在100oC搅拌均匀然后将所得到的溶液转移到密闭的反应釜中，在190oC下反应60h后经过滤、干燥，得到产物。将产物在氮气气氛下400oC焙烧1小时，得到介孔高分子。然后用pH为1的盐酸溶液洗涤，干燥后在氮气气氛下850oC焙烧3小时，得到含氮有序介孔碳材料，所得介孔碳孔径为6.2nm，孔容为0.5cm3/g，BET比表面积为3000m2/g。
实施例10
在25oC下于2.0 g愈创木酚和0.32g苯酚中加入NaOH水溶液搅拌15 min后，调节体系pH为13，加入2.45g糠醛继续搅拌25min，缓慢升温至70 oC反应3 h后用稀硝酸溶液调节溶液的pH值为7.0，在45 oC减压蒸馏2 h除去体系中的含水。将得到的酚醛树脂预聚体溶于乙醇搅拌均匀过夜12 h，将析出的固体离心分离除去，得到酚醛缩合低聚物的乙醇溶液，待用。
将聚氧化乙烯-线性聚乙烯亚胺-聚氧化乙烯硝酸铁溶解在30mL 90oC水中，搅拌反应3小时后，得到结构导向剂溶液，所述硝酸铁与聚氧化乙烯-线性聚乙烯亚胺-聚氧化乙烯中亚胺基的摩尔比为0.5：1，与上述酚醛缩合低聚物的乙醇溶液混合，所述的酚醛缩合低聚物和结构导向剂中硝酸铁的质量比为1:9，在90oC搅拌均匀然后将所得到的溶液转移到密闭的反应釜中，在200oC下反应72h后经过滤、干燥，得到产物。将产物在氮气气氛下500oC焙烧2小时，得到介孔高分子。然后用pH为2的盐酸溶液洗涤，干燥后在氮气气氛下900oC焙烧1小时，得到含氮有序介孔碳材料，所得介孔碳孔径为7.8nm，孔容为0.8cm3/g，BET比表面积为2500m2/g。

Claims (10)

1. 基于生物质基制备含氮有序介孔碳材料的方法，其特征在于：
（1）配制结构导向剂溶液: 将含有亚胺基的聚合物与可与亚胺基进行配位的金属离子的化合物加水溶解，搅拌配得结构导向剂溶液；
（2）将生物质酚取代部分苯酚与糠醛经酚醛缩合反应制得的酚醛缩合低聚物加入到上述结构导向剂溶液中，升温到75-100oC、搅拌均匀，然后于密闭的反应釜中100oC-200oC下反应6-72h，再经过滤、干燥得到聚合物复合物；
（3）将由此得到的聚合物复合物在惰性气氛下350-500oC焙烧1-3h，再经酸洗、干燥后在惰性气氛保护下600-900oC高温碳化1-5h而得。
2. 根据权利要求1所述的基于生物质基制备含氮有序介孔碳材料的方法，其特征在于：所述结构导向剂中含有亚胺基的聚合物为线形聚乙烯亚胺、聚乙二醇-线性聚乙烯亚胺-聚乙二醇、线性聚乙烯亚胺-聚乙二醇-线性聚乙烯亚胺、线性聚乙烯亚胺-聚氧化乙烯-线性聚乙烯亚胺嵌段共聚物；所述可与亚胺基进行配位的金属离子为Cu2+、Fe3+、Ni2+、Co2+、Al3+、Cd2+、Cr3+、Ag+的一种或多种；所述可与亚胺基进行配位的金属离子化合物与含有亚胺基的聚合物中亚胺基的摩尔比为0.1:1-1:1。
3. 根据权利要求1所述的基于生物质基制备含氮有序介孔碳材料的方法，其特征在于：所述的酚醛缩合低聚物和结构导向剂中可与亚胺基进行配位的金属离子化合物的质量比为1:0.5-10。
4. 根据权利要求1所述的基于生物质基制备含氮有序介孔碳材料的方法，其特征在于：所述配制结构导向剂溶液中的溶解温度为75-95℃。
5. 根据权利要求1所述的基于生物质基制备含氮有序介孔碳材料的方法，其特征在于：所述的焙烧过程中的升温速率为1-10oC/min；所述碳化过程中的升温速率为1-10oC/min。
6. 根据权利要求1所述的基于生物质基制备含氮有序介孔碳材料的方法，其特征在于：所述步骤(3)的酸洗用酸为硝酸。
7. 根据权利要求1所述的基于生物质基制备含氮有序介孔碳材料的方法，其特征在于：所述酚醛缩合低聚物是于pH 10-14的条件下，在生物质酚和苯酚中加入糠醛，所述生物质酚和苯酚的质量比为1-100:1，缓慢升温至60-75oC反应1-6h后再加酸调节体系pH值为6.5-7.5，减压蒸馏除去体系中的水、后处理而得。
8. 根据权利要求1或7所述的基于生物质基制备含氮有序介孔碳材料的方法，其特征在于：所述的生物质酚为腰果酚、漆酚或愈创木酚。
9. 根据权利要求1或7所述的基于生物质基制备含氮有序介孔碳材料的方法，其特征在于：所述的生物质酚和苯酚的总和与糠醛的摩尔比为0.1:1-5:1。
10. 根据权利要求7所述的基于生物质基制备含氮有序介孔碳材料的方法，其特征在于：所述的减压蒸馏温度为30-60℃，时间为1-2h；所述的后处理是在体系中先加乙醇搅拌均匀过夜，然后将析出的固体杂质离心分离除去，得到酚醛缩合低聚物乙醇溶液。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104891473A (zh) * 2015-05-24 2015-09-09 西北大学 一种氮掺杂碳材料的制备方法
CN106495125A (zh) * 2016-09-28 2017-03-15 中国石油大学(华东) 一种石油焦基介孔碳的制备方法及应用
CN108147390A (zh) * 2017-12-07 2018-06-12 西安交通大学 一种金属-天然多酚配合物纳米球及其纳米多孔金属/碳基复合材料及制备方法
CN109301272A (zh) * 2018-09-20 2019-02-01 中国科学院广州能源研究所 一种生物质焦油制备具有氧还原与氧析出活性的双功能催化剂的方法
CN112079352A (zh) * 2019-06-13 2020-12-15 南京林业大学 一种生物质基多孔氮掺杂碳材料的制备方法及应用
CN112723341A (zh) * 2020-12-15 2021-04-30 南京工业大学 一种双原子掺杂碳纳米管及其制备方法和应用
CN113113602A (zh) * 2021-04-06 2021-07-13 常德速碳新能源科技有限公司 一种锂离子二次电池用硬碳负极材料及其制备方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115029148B (zh) * 2022-06-09 2023-06-06 武汉轻工大学 一种生物质和聚烯烃塑料催化热解联产高品质生物油和介孔生物炭的方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060033225A1 (en) * 2004-08-16 2006-02-16 Jing Wang Process for producing monolithic porous carbon disks from aromatic organic precursors
CN100999317A (zh) * 2006-12-29 2007-07-18 上海师范大学 含氮有序介孔碳及其合成方法
CN101293198A (zh) * 2008-06-07 2008-10-29 华东理工大学 一种陶瓷-活性炭材料的制备方法
CN101585527A (zh) * 2008-05-23 2009-11-25 中国人民解放军63971部队 一种富含中、大孔的炭材料的制备方法
CN101941688A (zh) * 2009-07-10 2011-01-12 中国科学院大连化学物理研究所 一种介孔碳材料的制备方法
CN101955180A (zh) * 2010-10-09 2011-01-26 复旦大学 一种通过直接自组装制备有序介孔碳材料的方法
CN102701183A (zh) * 2012-06-05 2012-10-03 南京航空航天大学 富氮介孔碳材料及无模板制备方法及制作工作电极的方法与应用
CN102923687A (zh) * 2011-08-11 2013-02-13 北京大学 中孔炭材料及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060033225A1 (en) * 2004-08-16 2006-02-16 Jing Wang Process for producing monolithic porous carbon disks from aromatic organic precursors
CN100999317A (zh) * 2006-12-29 2007-07-18 上海师范大学 含氮有序介孔碳及其合成方法
CN101585527A (zh) * 2008-05-23 2009-11-25 中国人民解放军63971部队 一种富含中、大孔的炭材料的制备方法
CN101293198A (zh) * 2008-06-07 2008-10-29 华东理工大学 一种陶瓷-活性炭材料的制备方法
CN101941688A (zh) * 2009-07-10 2011-01-12 中国科学院大连化学物理研究所 一种介孔碳材料的制备方法
CN101955180A (zh) * 2010-10-09 2011-01-26 复旦大学 一种通过直接自组装制备有序介孔碳材料的方法
CN102923687A (zh) * 2011-08-11 2013-02-13 北京大学 中孔炭材料及其制备方法
CN102701183A (zh) * 2012-06-05 2012-10-03 南京航空航天大学 富氮介孔碳材料及无模板制备方法及制作工作电极的方法与应用

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104891473A (zh) * 2015-05-24 2015-09-09 西北大学 一种氮掺杂碳材料的制备方法
CN106495125A (zh) * 2016-09-28 2017-03-15 中国石油大学(华东) 一种石油焦基介孔碳的制备方法及应用
CN106495125B (zh) * 2016-09-28 2019-03-29 中国石油大学(华东) 一种石油焦基介孔碳的制备方法及应用
CN108147390A (zh) * 2017-12-07 2018-06-12 西安交通大学 一种金属-天然多酚配合物纳米球及其纳米多孔金属/碳基复合材料及制备方法
CN109301272A (zh) * 2018-09-20 2019-02-01 中国科学院广州能源研究所 一种生物质焦油制备具有氧还原与氧析出活性的双功能催化剂的方法
CN112079352A (zh) * 2019-06-13 2020-12-15 南京林业大学 一种生物质基多孔氮掺杂碳材料的制备方法及应用
CN112079352B (zh) * 2019-06-13 2021-12-14 南京林业大学 一种生物质基多孔氮掺杂碳材料的制备方法及应用
CN112723341A (zh) * 2020-12-15 2021-04-30 南京工业大学 一种双原子掺杂碳纳米管及其制备方法和应用
CN112723341B (zh) * 2020-12-15 2024-02-27 南京工业大学 一种双原子掺杂碳纳米管及其制备方法和应用
CN113113602A (zh) * 2021-04-06 2021-07-13 常德速碳新能源科技有限公司 一种锂离子二次电池用硬碳负极材料及其制备方法
CN113113602B (zh) * 2021-04-06 2022-11-04 赣州立探新能源科技有限公司 一种锂离子二次电池用硬碳负极材料及其制备方法

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