CN106892416A - 具有高氮含量的氮掺杂碳材料及其制备方法与应用 - Google Patents

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CN106892416A CN201710134048.5A CN201710134048A CN106892416A CN 106892416 A CN106892416 A CN 106892416A CN 201710134048 A CN201710134048 A CN 201710134048A CN 106892416 A CN106892416 A CN 106892416A
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Abstract

本发明提供一种具有高氮含量的氮掺杂碳材料及其制备方法与应用，包括如下步骤：1）提供含氮海绵状前驱体；2）将所述含氮海绵状前驱体进行碳化处理即可得到具有高氮含量的氮掺杂碳材料。本发明所制备的具有高氮含量的氮掺杂碳材料具有比表面积高、孔容大、氮含量高等优点，从而使其具有非常优异的二氧化碳吸附性能，尤其在选择性吸附低浓度二氧化碳过程具有显著的应用潜力；同时，本发明所提供的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法具有简单、快速、高效等优点，从而使其具有重大的推广优势。

Description

具有高氮含量的氮掺杂碳材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明化工技术领域，特别是涉及一种具有高氮含量的氮掺杂碳材料及其制备方法与应用。
背景技术
随着社会经济的快速发展，化石能源需求日益增加，而化石能源燃烧所排放的二氧化碳导致了全球气候变暖等一系列危害，温室效应越来越严重。二氧化碳作为温室气体中最主要的组成成分，其对温室效应的贡献率占首位，因此缓解温室气体带来的温室效应，其关键在于降低二氧化碳的排放，以缓解大气中二氧化碳的浓度。
碳基吸附材料因比表面积高、孔道丰富、耐腐蚀、成本低、吸附性能好且稳定、易再生、吸附速率快等优点而备受国内外研究人员的研究青睐，并在常压下取得了较好的吸附效果(如论文Carbon,2013,56,77和Scientific Reports,2013,3,2420)，但其在低压下的吸附效果并不理想(如专利CN104291333A和论文Materials Chemistry and Physics,2012,137,91))。为了提高碳基吸附材料的低压吸附性能，研究者多采用将杂原子氮掺杂进碳骨架以提高其表面极性和碱性位数量，进而提高碳基吸附材料的低压吸附性能(如论文J.Phys.Chem.C,2015,119,9302和Carbon,2008,46,1464以及Chem.Commun.,2014,50,329)。
然而，尽管国内外研究人员对氮掺杂碳材料进行了大量的研究，但其在低压下的吸附性能仍然比较有限，其根本原因在于氮的掺杂量比较低。如果要提高氮的掺杂量，势必要引入更多地含氮前驱体，而含氮前驱体的引入则会导致材料比表面积剧降、孔容剧减等织构结构的恶性变化，反而不利于二氧化碳吸附量的提高。因此，如何在提高氮掺杂量的同时，仍保持碳基吸附材料丰富的孔道结构和比表面积，从而进一步的提高碳基吸附材料的低压吸附性能一直是研究人员的研究重点。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的是提供了一种具有高氮含量的氮掺杂碳材料及其制备方法与应用，用于解决现有技术中由于氮掺杂量比较低而导致的无法氮掺杂碳材料在低压下吸附性能比较差的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法，包括如下步骤：
1)提供含氮海绵状前驱体；
2)将所述含氮海绵状前驱体进行碳化处理即可得到具有高氮含量的氮掺杂碳材料。
作为本发明具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法的一种优化的方案，步骤1)中，所述含氮海绵状前驱体为呈现三维网络互通结构的前驱体。
作为本发明具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法的一种优化的方案，步骤1)中，所述含氮海绵状前驱体选自三聚氰胺海绵和/或聚氨酯海绵。
作为本发明具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法的一种优化的方案，步骤2)中，在保护气体中将所述含氮海绵状前驱体进行碳化处理。
作为本发明具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法的一种优化的方案，所述保护气体包括氮气、氩气或氦气中的至少一种，所述保护气体的气体流量为100mL/min～1000mL/min。
作为本发明具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法的一种优化的方案，步骤2)中，将所述含氮海绵状前驱体进行碳化处理的温度为400℃～1000℃，碳化处理的时间为0.5h～8h。
作为本发明具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法的一种优化的方案，步骤2)中，以1℃/min～10℃/min的升温速率自室温升温至碳化处理温度。
作为本发明具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法的一种优化的方案，步骤2)之后，还包括将步骤2)得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料进行活化处理的步骤。
作为本发明具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法的一种优化的方案，采用物理活化法、化学活化法或物理活化与化学活化相结合的方法将步骤2)得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料进行活化处理。
作为本发明具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法的一种优化的方案，使用的水蒸气、二氧化碳或空气中的至少一种活化气体将步骤2)得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料进行物理活化处理。
作为本发明具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法的一种优化的方案，活化气体的流量为50mL/min～1000mL/min，物理活化处理的温度为400℃～800℃，物理活化处理的时间为0.5h～6h。
作为本发明具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法的一种优化的方案，使用的氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氯化锌、磷酸或重金属盐中的至少一种化学活化剂将步骤2)得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料进行化学活化处理。
作为本发明具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法的一种优化的方案，化学活化剂与步骤2)得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的质量比为1:1～7:1，化学活化处理的温度为600℃～1000℃，化学活化处理的时间为1h～8h。
作为本发明具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法的一种优化的方案，将步骤2)得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料进行活化处理之后，还包括将活化处理得到的产物依次进行酸洗涤、水洗涤、过滤及干燥的步骤。
本发明还提供一种具有高氮含量的氮掺杂碳材料，所述具有高氮含量的氮掺杂碳材料由上述任一方案中所述的制备方法制备而得到。
本发明再提供一种具有高氮含量的氮掺杂碳材料的应用，所述具有高氮含量的氮掺杂碳材料用于低浓度二氧化碳的吸附。
作为本发明的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的应用的一种优选方案，所述具有高氮含量的氮掺杂碳材料用于烟道气中低浓度二氧化碳的吸附。
如上所述，本发明所制备的具有高氮含量的氮掺杂碳材料具有比表面积高、孔容大、氮含量高等优点，从而使其具有非常优异的二氧化碳吸附性能，尤其在选择性吸附低浓度二氧化碳过程具有显著的应用潜力；同时，本发明所提供的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法具有简单、快速、高效等优点，从而使其具有重大的推广优势。
附图说明
图1显示为本发明的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法的流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置；所有压力值和范围都是指相对压力。
此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
请参阅图1，本发明提供一种具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法，包括如下步骤：
1)提供含氮海绵状前驱体；
2)将所述含氮海绵状前驱体进行碳化处理即可得到具有高氮含量的氮掺杂碳材料。
请参阅图1中的S1步骤，提供含氮海绵状前驱体。
作为示例，所述含氮海绵状前驱体可以为呈现三维网络互通结构的前驱体。
优选地，所述含氮海绵状前驱体选自三聚氰胺海绵和/或聚氨酯海绵，即所述含氮海绵状前驱体可以为三聚氰胺海绵，还可以为聚氨酯海绵，还可以为三聚氰胺海绵及聚氨酯海绵。
请参阅图1中的S2步骤，将所述含氮海绵状前驱体进行碳化处理即可得到具有高氮含量的氮掺杂碳材料。
作为示例，在保护气体中将所述含氮海绵状前驱体进行碳化处理。
优选地，所述保护气体包括氮气、氩气或氦气中的至少一种，即所述保护气体可以为氮气，可以为氩气，可以为氦气，可以为氮气及氩气，可以为氮气及氦气，可以为氩气及氦气，还可以为氮气、氩气及氦气；所述保护气体的气体流量为100mL/min～1000mL/min。
作为示例，将所述含氮海绵状前驱体进行碳化处理的温度为400℃～1000℃，碳化处理的时间为0.5h～8h。
作为示例，在温度达到碳化处理温度之前，以1℃/min～10℃/min的升温速率自室温升温至碳化处理温度。
作为示例，步骤2)之后，还包括将步骤2)得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料进行活化处理的步骤。
具体的，可以采用物理活化法、化学活化法或物理活化与化学活化相结合的方法将步骤2)得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料进行活化处理。
具体的，使用的水蒸气、二氧化碳或空气中的至少一种活化气体将步骤2)得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料进行物理活化处理。
优选地，活化气体的流量为50mL/min～1000mL/min，物理活化处理的温度为400℃～800℃，物理活化处理的时间为0.5h～6h。
具体的，使用的氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氯化锌、磷酸或重金属盐中的至少一种化学活化剂将步骤2)得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料进行化学活化处理。
优选地，化学活化剂与步骤2)得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的质量比为1:1～7:1，化学活化处理的温度为600℃～1000℃，化学活化处理的时间为1h～8h。
作为示例，将步骤2)得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料进行活化处理之后，还包括将活化处理得到的产物依次进行酸洗涤、水洗涤、过滤及干燥的步骤。
本发明还提供一种具有高氮含量的氮掺杂碳材料，所述具有高氮含量的氮掺杂碳材料由上述任一方案中所述的制备方法制备而得到。
本发明还提供一种具有高氮含量的氮掺杂碳材料的应用，所述具有高氮含量的氮掺杂碳材料用于低浓度二氧化碳的吸附，优选地，所述具有高氮含量的氮掺杂碳材料用于烟道气中低浓度二氧化碳的吸附。
下面，以具体的实施例对本发明所述的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法进行详细陈述。
【实施例1】
取2g三聚氰胺海绵置于管式炉中，氮气吹扫10min后，在氮气流量100mL/min、升温速率2℃/min的条件下升温至500℃，并在此温度下维持5h，冷却至室温后，取出，即获得具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的具有高氮掺杂量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表1。
【实施例2】
取2g三聚氰胺海绵置于管式炉中，氮气吹扫10min后，在氮气流量200mL/min、升温速率2℃/min的条件下升温至600℃，并在此温度下维持5h，冷却至室温后，取出，即获得具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表1。
【实施例3】
取2g三聚氰胺海绵置于管式炉中，氮气吹扫10min后，在氮气流量400mL/min、升温速率5℃/min的条件下升温至700℃，并在此温度下维持5h，冷却至室温后，取出，即获得具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表1。
【实施例4】
取2g三聚氰胺海绵置于管式炉中，氮气吹扫10min后，在氮气流量400mL/min、升温速率2℃/min的条件下升温至800℃，并在此温度下维持5h，冷却至室温后，取出，即获得具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表1。
【实施例5】
取2g三聚氰胺海绵置于管式炉中，氮气吹扫10min后，在氮气流量600mL/min、升温速率2℃/min的条件下升温至800℃，并在此温度下维持1h，冷却至室温后，取出，即获得具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表1。
【实施例6】
取2g三聚氰胺海绵置于管式炉中，氮气吹扫10min后，在氮气流量600mL/min、升温速率2℃/min的条件下升温至800℃，并在此温度下维持3h，冷却至室温后，取出，即获得具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表1。
【实施例7】
取2g三聚氰胺海绵置于管式炉中，氮气吹扫10min后，在氮气流量600mL/min、升温速率2℃/min的条件下升温至800℃，并在此温度下维持7h，冷却至室温后，取出，即获得具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表1。
【实施例8】
取2g三聚氰胺海绵置于管式炉中，氮气吹扫10min后，在氮气流量400mL/min、升温速率10℃/min的条件下升温至900℃，并在此温度下维持5h，冷却至室温后，取出，即获得具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表1。
【实施例9】
取2g三聚氰胺海绵置于管式炉中，氮气吹扫10min后，在氮气流量400mL/min、升温速率10℃/min的条件下升温至900℃，并在此温度下维持0.5h，冷却至室温后，取出，即获得具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表1。
【实施例10】
取1g实例4中得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料，置于刚玉舟后置于管式炉中，二氧化碳气体吹扫10min后，在二氧化碳流量为100mL/min、升温速率为2℃/min的条件下升温至500℃，并在此温度下维持6h，冷却至室温后，取出，即获得二氧化碳活化后的具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的活化后的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表1。
【实施例11】
取1g实例4中得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料，置于刚玉舟后置于管式炉中，二氧化碳气体吹扫10min后，在二氧化碳流量为400mL/min、升温速率为2℃/min的条件下升温至600℃，并在此温度下维持3h，冷却至室温后，取出，即获得二氧化碳活化后的具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的活化后的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表2。
【实施例12】
取1g实例4中得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料，置于刚玉舟后置于管式炉中，二氧化碳气体吹扫10min后，在二氧化碳流量为600mL/min、升温速率为2℃/min的条件下升温至800℃，并在此温度下维持1h，冷却至室温后，取出，即获得二氧化碳活化后的具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的活化后的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表2。
【实施例13】
取1g实例4中得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料与1g氢氧化钾混合研磨后置于刚玉舟后放入管式炉中，氮气气体吹扫10min后，在氮气流量为200mL/min、升温速率为2℃/min的条件下升温至800℃，并在此温度下维持3h，冷却至室温后，取出，经酸洗、水洗、过滤、干燥后即获得氢氧化钾活化后的具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的活化后的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表2。
【实施例14】
取1g实例4中得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料与5g氢氧化钾混合研磨后置于刚玉舟后放入管式炉中，氮气气体吹扫10min后，在氮气流量为400mL/min、升温速率为3℃/min的条件下升温至800℃，并在此温度下维持6h，冷却至室温后，取出，经酸洗、水洗、过滤、干燥后即获得氢氧化钾活化后的具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的活化后的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表2。
【实施例15】
取1g实例4中得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料与7g氢氧化钾混合研磨后置于刚玉舟后放入管式炉中，氮气气体吹扫10min后，在氮气流量为400mL/min、升温速率为2℃/min的条件下升温至600℃，并在此温度下维持8h，冷却至升温后，取出，经酸洗、水洗、过滤、干燥后即获得氢氧化钾活化后的具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的活化后的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表2。
【实施例16】
取1g实例4中得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料与5g氢氧化钾混合研磨后置于刚玉舟后放入管式炉中，氮气气体吹扫10min后，在氮气流量为400mL/min、升温速率为2℃/min的条件下升温至1000℃，并在此温度下维持1h，冷却至室温后，取出，经酸洗、水洗、过滤、干燥后即获得氢氧化钾活化后的具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的活化后的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表2。
【实施例17】
取1g实例4中得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料与5g氢氧化钾混合研磨后置于刚玉舟后放入管式炉中，氮气气体吹扫10min后，在氮气流量为400mL/min、升温速率为10℃/min的条件下升温至800℃，并在此温度下维持2h，冷却至升温后，取出，经酸洗、水洗、过滤、干燥后即获得氢氧化钾活化后的具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的活化后的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表2。
【实施例18】
取2g聚氨酯海绵海绵置于管式炉中，氮气吹扫10min后，在氮气流量600mL/min、升温速率2℃/min的条件下升温至600℃，并在此温度下维持5h，冷却至室温后，取出，即获得具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表2。
【实施例19】
取2g聚氨酯海绵海绵置于管式炉中，氮气吹扫10min后，在氮气流量1000mL/min、升温速率2℃/min的条件下升温至800℃，并在此温度下维持3h，冷却至室温后，取出，即获得具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表2。
【实施例20】
取2g聚氨酯海绵海绵置于管式炉中，氮气吹扫10min后，在氮气流量400mL/min、升温速率5℃/min的条件下升温至800℃，并在此温度下维持5h，冷却至室温后，取出，即获得具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表2。
【实施例21】
取2g聚氨酯海绵海绵置于管式炉中，氮气吹扫10min后，在氮气流量1000mL/min、升温速率2℃/min的条件下升温至1000℃，并在此温度下维持2h，冷却至室温后，取出，即获得具有高氮含量的氮掺杂碳材料。将得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料在40℃、0.15bar下的二氧化碳吸附数据见表2。
表1实施实例1-10中材料的二氧化碳吸附性能
表2实施实例11-21中材料的二氧化碳吸附性能
由表1、2可以看出，本发明所制备的具有高氮含量的氮掺杂碳材料具有非常优异的二氧化碳吸附性能，尤其在选择性吸附低浓度二氧化碳过程具有显著的应用潜力。
综上所述，本发明提供一种具有高氮含量的氮掺杂碳材料及其制备方法与应用，包括如下步骤：1)提供含氮海绵状前驱体；2)将所述含氮海绵状前驱体进行碳化处理即可得到具有高氮含量的氮掺杂碳材料。本发明所制备的具有高氮含量的氮掺杂碳材料具有比表面积高、孔容大、氮含量高等优点，从而使其具有非常优异的二氧化碳吸附性能，尤其在选择性吸附低浓度二氧化碳过程具有显著的应用潜力；同时，本发明所提供的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法具有简单、快速、高效等优点，从而使其具有重大的推广优势。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (17)

1.一种具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)提供含氮海绵状前驱体；
2)将所述含氮海绵状前驱体进行碳化处理即可得到具有高氮含量的氮掺杂碳材料。
2.根据权利要求1所述的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述含氮海绵状前驱体为呈现三维网络互通结构的前驱体。
3.根据权利要求1所述的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述含氮海绵状前驱体选自三聚氰胺海绵和/或聚氨酯海绵。
4.根据权利要求1所述的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中，在保护气体中将所述含氮海绵状前驱体进行碳化处理。
5.根据权利要求4所述的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于：所述保护气体包括氮气、氩气或氦气中的至少一种，所述保护气体的气体流量为100mL/min～1000mL/min。
6.根据权利要求1所述的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中，将所述含氮海绵状前驱体进行碳化处理的温度为400℃～1000℃，碳化处理的时间为0.5h～8h。
7.根据权利要求6所述的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中，以1℃/min～10℃/min的升温速率自室温升温至碳化处理温度。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于：步骤2)之后，还包括将步骤2)得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料进行活化处理的步骤。
9.根据权利要求8所述的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于：采用物理活化法、化学活化法或物理活化与化学活化相结合的方法将步骤2)得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料进行活化处理。
10.根据权利要求9所述的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于：使用的水蒸气、二氧化碳或空气中的至少一种活化气体将步骤2)得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料进行物理活化处理。
11.根据权利要求10所述的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于：活化气体的流量为50mL/min～1000mL/min，物理活化处理的温度为400℃～800℃，物理活化处理的时间为0.5h～6h。
12.根据权利要求9所述的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于：使用的氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氯化锌、磷酸或重金属盐中的至少一种化学活化剂将步骤2)得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料进行化学活化处理。
13.根据权利要求12所述的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于：化学活化剂与步骤2)得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的质量比为1:1～7:1，化学活化处理的温度为600℃～1000℃，化学活化处理的时间为1h～8h。
14.根据权利要求8所述的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于：将步骤2)得到的具有高氮含量的氮掺杂碳材料进行活化处理之后，还包括将活化处理得到的产物依次进行酸洗涤、水洗涤、过滤及干燥的步骤。
15.一种具有高氮含量的氮掺杂碳材料，其特征在于，所述具有高氮含量的氮掺杂碳材料由如权利要求1至14中任一项所述的制备方法制备而得到。
16.一种如权利要求15所述的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的应用，其特征在于，所述具有高氮含量的氮掺杂碳材料用于低浓度二氧化碳的吸附。
17.根据权利要求16所述的具有高氮含量的氮掺杂碳材料的应用，其特征在于：所述具有高氮含量的氮掺杂碳材料用于烟道气中低浓度二氧化碳的吸附。
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