CN110577206A - 基于聚天冬氨酸盐的含氮多孔碳材料的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于聚天冬氨酸盐的含氮多孔碳材料的制备方法及其应用，属于碳材料领域，先将聚天冬氨酸盐放入炭化炉中在抽真空条件下炭化，制得黑色含氮碳材料，经过酸洗得到含氮多孔碳材料，本发明所提供的方法得到的含氮多孔碳材料比表面积大，氮原子和孔径分布更加均匀，具备较好的电学性能。
Description
技术领域
本发明属于碳材料领域，具体涉及一种基于聚天冬氨酸盐的含氮多孔碳材料的制备方法及其应用。
背景技术
目前，碳材料由于其具备优良的多孔性能被广泛应用于吸附剂、催化剂、燃料电池、二次电池的 电极材料、超级电容、复合材料、气敏元件、太阳能电池、多种电子器件等领域。相比普通的碳材料，含氮碳材料具有更多的活性位点，其性能更加优异。由于氮原子与碳原子的直径相近，因此氮原子替代碳材料中的碳原子时，材料的结构不会发生较大的畸变。而氮原子进入到碳材料的纳米结构后，可以有效调变其形态、结构和化学性能，从而改变其反应活性。
针对于氮掺杂的多孔碳材料的制备主要是采用NH3、等离子体或者联氨等后处理法在碳材料中引入氮原子。目前报道的含氮多孔碳材料的制备方法有CN107555412A和本申请人日前申请的，CN107555412A公开了一种氮参杂多孔碳的制备方法，通过将氮源溶于溶剂中配制成透明溶液，并将适量碳源加入到溶液中，形成蓬松雪花状物质，经冷冻干燥，再经加热分离提纯得到，该方法步骤比较繁琐，分离提纯难度高。本申请人日前申请的，公开了一种碳源、氮源和混合低共熔盐进行球磨，然后进行炭化和酸洗制备含氮多孔碳材料的技术方案，虽然避免了溶剂的使用，但是依然无法完全避免外加氮源容易引起氮源子在材料中分布不均匀的现象。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种基于聚天冬氨酸盐的含氮多孔碳材料的制备方法，并同时提供其应用。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
技术主题一
本发明一方面提供了一种基于聚天冬氨酸盐的含氮多孔碳材料的制备方法，其包括如下步骤：
步骤一：高温炭化
将聚天冬氨酸盐放入炭化炉中在抽真空条件下炭化，在炭化过程中以15~45mL/min的速率不断通入保护气，先从室温以3~8℃/min速率升温到175℃~225℃保温1.5~2.5小时后，继续以3~8℃/min速率升温到900±10℃保温0.5~1.5小时，再缓慢降至室温，即制得黑色含氮碳材料；
步骤二：酸洗
用盐酸溶液浸泡，超声清洗，每次半小时，清洗三次，即得含氮多孔碳材料。
在本发明的一些实施方案中，在步骤一之前还包括水热聚合预处理步骤：
将聚天冬氨酸盐放入水热反应釜中，通过微波化学合成仪加热或烘箱加热， 120~170℃水热反应3~4小时，将产物抽滤、烘干。
在本发明的一些实施方案中，所述水热聚合预处理步骤中，聚天冬氨酸盐和水的体积比为7:33。
在本发明的一些实施方案中，在步骤一之前还包括球磨混合预处理步骤：
向研磨罐中加入质量比为5:0.85~1.25的聚天冬氨酸盐和介孔硅基分子筛，球磨混合。
在本发明的一些实施方案中，在步骤一之前还包括预处理步骤：
球磨混合
向研磨罐中加入质量比为5:0.85~1.25的聚天冬氨酸盐和介孔硅基分子筛，球磨混合；
水热聚合
将混合物放入水热反应釜中，通过微波化学合成仪加热或烘箱加热，120~170℃水热反应3~4小时，将产物抽滤、烘干。
在本发明的一些实施方案中，所述介孔硅基分子筛为SBA系列介孔硅基分子筛或MCM系列介孔硅基分子筛。
在本发明的一些实施方案中，所述介孔硅基分子筛为SBA15或MCM41。
在本发明的一些实施方案中，所述微波化学合成仪加热条件参数如下：功率为800~1200W，压力为0.36~0.52MPa。
在本发明的一些实施方案中，所述球磨混合步骤研磨球的直径为3~10mm，研磨球和聚天冬氨酸盐的质量比为3.2~2.8:1，转速为转速450~600转/分钟，研磨时间为10~20分钟。
在本发明的一些实施方案中，所述聚天冬氨酸盐选自聚天冬氨酸钾、聚天冬氨酸钠和聚天冬氨酸锌。
在本发明的一些实施方案中，所述保护气为N2/Ar。
在本发明的一些实施方案中，所述盐酸的浓度为0.1mol/L。
技术主题二
一种如技术主题一所提供的制备方法获得的含氮多孔碳材料作为电极材料的应用。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明所提供的制备方法，利用聚天冬氨酸盐为原料，通过炭化酸洗可以直接制备含氮多孔碳材料，由于自带氮源，无需额外加氮，同时克服了现有技术中过程复杂，氮原子在碳材料中分布不均匀的缺陷。聚天冬氨酸盐中的金属盐起到模板剂和活化剂的作用，使孔径分布更加均匀。
本发明通过将聚天冬氨酸盐和介孔硅基分子筛进行球磨混合预处理，聚天冬氨酸中的氨基酸能够与介孔硅基分子筛中含有的羟基形成氢键，减缓了氨基酸在碳化过程中的分解，在大幅度提高氨基酸碳化产率的前提下成功制备了氮掺杂多孔碳。
本发明通过将聚天冬氨酸盐进行水热聚合预处理，使聚天冬氨酸盐在高温高压下聚合成为更大的分子，减少高温碳化过程中的损失，提高产率。
本发明所提供的方法得到的含氮多孔碳材料比表面积大，氮原子和孔径分布更加均匀，具备较好的电学性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式的技术方案，下面结合附图对含氮多孔碳材料的性能进行介绍。
图1 为实施例1所制备的含氮多孔碳材料的N 1s XPS谱图；
图2为实施例1所制备的含氮多孔碳材料样品的恒流充放电图（1A/g）；
图3为实施例1所制备含氮多孔碳材料的循环次数与比电容值对应图；
图4为实施例1所制备的含氮多孔碳材料的孔径分布图；
图5为实施例1所制备的含氮多孔碳材料的吸附等温线。
具体实施方式
本发明基于聚天冬氨酸盐的含氮多孔碳材料的制备方法，其包括如下步骤：
步骤一：高温炭化
将聚天冬氨酸盐放入炭化炉中在抽真空条件下炭化，在炭化过程中以15~45mL/min的速率不断通入保护气，先从室温以3~8℃/min速率升温到175℃~225℃保温1.5~2.5小时后，继续以3~8℃/min速率升温到900±10℃保温0.5~1.5小时，再缓慢降至室温，即制得黑色含氮碳材料；
步骤二：酸洗
用盐酸溶液浸泡，超声清洗，每次半小时，清洗三次，即得含氮多孔碳材料。
在本发明中还包括如下任选其一的预处理步骤：
A 水热聚合步骤
将聚天冬氨酸盐放入水热反应釜中，通过微波化学合成仪加热或烘箱加热， 120~170℃水热反应3~4小时，将产物抽滤、烘干。
B球磨混合步骤
向研磨罐中加入质量比为5:0.85~1.25的聚天冬氨酸盐和介孔硅基分子筛，球磨混合。
C 球磨混合和水热聚合双处理步骤
球磨混合
向研磨罐中加入质量比为5:0.85~1.25的聚天冬氨酸盐和介孔硅基分子筛，球磨混合；
水热聚合
将混合物放入水热反应釜中，通过微波化学合成仪加热或烘箱加热， 120~170℃水热反应3~4小时，将产物抽滤、烘干。
在本发明中，所述聚天冬氨酸盐优选为自聚天冬氨酸钾、聚天冬氨酸钠或聚天冬氨酸锌，最优选为聚天冬氨酸钾。
在本发明中，高温炭化步骤中，通入保护气的速度优选为20~40mL/min，进一步优选为25~35mL/min；最优选为30 mL/min。升温速度优选为4~7℃/min，进一步优选为5~6℃/min，最优选为5℃/min。先从室温升温至温度优选为180℃~220℃；进一步优选为190℃~210℃；最优选为200±5℃。
在本发明中，所述水热聚合步骤的水热反应温度优选为130~160℃，进一步优选为140~150℃；最优选为150℃。水热反应时间优选为3.5小时。
在本发明中，所述水热聚合预处理步骤中，聚天冬氨酸盐和水的体积比为7:33。
在本发明中，所述的微波化学合成仪的功率为800~1200W，进一步优选为900~1100W；更进一步优选为950~1050W；最优选为1000W。
在本发明中，所述球磨混合步骤的聚天冬氨酸盐和介孔硅基分子筛的质量比为5:0.85~1.25；进一步优选为5:0.9~1.2；更进一步优选为5:1.0~1.1；最优选为5:1。
在本发明中，所述介孔硅基分子筛为SBA系列介孔硅基分子筛或MCM系列介孔硅基分子筛；优选的，所述介孔硅基分子筛为SBA15或MCM41。
在本发明中，所述球磨混合步骤研磨球的直径为3~10mm，进一步优选为4mm、5mm、6mm和8mm；最优选为5mm和6mm。研磨球和聚天冬氨酸盐的质量比为3.2~2.8:1，进一步优选为3.1~2.9:1；最优选为3.0:1。转速为450~600转/分钟，进一步优选为500~550转/分钟 ，最优选为550转/分钟。研磨时间为10~20分钟，最优选为15分钟。
在本发明中，保护气优选为惰性气体，最优选为N2、Ar或两者的混合气。
在本发明中，盐酸的浓度为0.05~0.15 mol/L，进一步优选为0.1 mol/L。
在本发明中，如无特殊说明，所用到的原料为本领域技术人员所熟知的市售商品。
为了进一步说明本发明，下面结合附图和实施例对本发明提供的基于聚天冬氨酸盐的含氮多孔碳材料的制备方法及其用途进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
步骤一：高温炭化
将聚天冬氨酸钾放入炭化炉中在抽真空条件下炭化，在炭化过程中以30mL/min的速率不断通入N2/Ar，先从室温以5℃/min速率升温到200±5℃保温2小时后，继续以5℃/min速率升温到900±5℃保温1小时，再缓慢降至室温，即制得黑色含氮碳材料；
步骤二：酸洗
用0.1mol/L盐酸溶液浸泡，超声清洗，每次半小时，清洗三次，即得含氮多孔碳材料。
制备得到的含氮多孔碳材料参数如下：比表面积1550 m2/g，孔容1.2 cm3/g，产率为15%。当电流密度为1A/g时，比电容值为161F/g，循环使用1000次后，衰减率仅为0.6%。
实施例2
步骤一：高温炭化
将聚天冬氨酸钠放入炭化炉中在抽真空条件下炭化，在炭化过程中以30mL/min的速率不断通入N2/Ar，先从室温以5℃/min速率升温到200±5℃保温2小时后，继续以5℃/min速率升温到900±5℃保温1小时，再缓慢降至室温，即制得黑色含氮碳材料；
步骤二：酸洗
用0.1mol/L盐酸溶液浸泡，超声清洗，每次半小时，清洗三次，即得含氮多孔碳材料。
制备得到的含氮多孔碳材料参数如下：比表面积1152 m2/g，孔容0.8 cm3/g，产率为13%。当电流密度为1A/g时，比电容值为155F/g，循环使用1000次后，衰减率仅为0.71%。
实施例3
步骤一：高温炭化
将聚天冬氨酸锌放入炭化炉中在抽真空条件下炭化，在炭化过程中以30mL/min的速率不断通入N2/Ar，先从室温以5℃/min速率升温到200±5℃保温2小时后，继续以5℃/min速率升温到900±5℃保温1小时，再缓慢降至室温，即制得黑色含氮碳材料；
步骤二：酸洗
用0.1mol/L盐酸溶液浸泡，超声清洗，每次半小时，清洗三次，即得含氮多孔碳材料。
制备得到的含氮多孔碳材料参数如下：比表面积682 m2/g，孔容0.4 cm3/g，产率为10%。当电流密度为1A/g时，比电容值为97F/g，循环使用1000次后，衰减率仅为3.8%。
实施例4
步骤一：高温炭化
将聚天冬氨酸钾放入炭化炉中在抽真空条件下炭化，在炭化过程中以15mL/min的速率不断通入N2/Ar，先从室温以3℃/min速率升温到175±5℃保温2.5小时后，继续以3℃/min速率升温到900±5℃保温1小时，再缓慢降至室温，即制得黑色含氮碳材料；
步骤二：酸洗
用0.1mol/L盐酸溶液浸泡，超声清洗，每次半小时，清洗三次，即得含氮多孔碳材料。
制备得到的含氮多孔碳材料参数如下：比表面积1370 m2/g，孔容1.0 cm3/g，产率为10%。当电流密度为1A/g时，比电容值为143F/g，循环使用1000次后，衰减率仅为0.62%。
实施例5
步骤一：高温炭化
将聚天冬氨酸钾放入炭化炉中在抽真空条件下炭化，在炭化过程中以45mL/min的速率不断通入N2/Ar，先从室温以8℃/min速率升温到225±5℃保温2小时后，继续以8℃/min速率升温到900±5℃保温1小时，再缓慢降至室温，即制得黑色含氮碳材料；
步骤二：酸洗
用0.1mol/L盐酸溶液浸泡，超声清洗，每次半小时，清洗三次，即得含氮多孔碳材料。
制备得到的含氮多孔碳材料参数如下：比表面积1028 m2/g，孔容0.92 cm3/g，产率为9%。当电流密度为1A/g时，比电容值为135F/g，循环使用1000次后，衰减率仅为0.66%。
实施例6
步骤一：水热聚合
将聚天冬氨酸钾放入50ml水热反应釜中，聚天冬氨酸钾和水的体积比为7:33，通过微波化学合成仪加热，功率为1000W，压力为0.44MPa, 150℃水热反应4小时，将产物抽滤、烘干；
步骤二高温炭化
将步骤一得到的混合物放入炭化炉中在抽真空条件下炭化，在炭化过程中以30mL/min的速率不断通入N2/Ar，先从室温以5℃/min速率升温到200±5℃保温2小时后，继续以5℃/min速率升温到900±5℃保温1小时，再缓慢降至室温，即制得黑色含氮碳材料；
步骤三：酸洗
用0.1mol/L盐酸溶液浸泡，超声清洗，每次半小时，清洗三次，即得含氮多孔碳材料。
制备得到的含氮多孔碳材料参数如下：比表面积2282 m2/g，孔容1.65 cm3/g，产率为55%。当电流密度为1A/g时，比电容值为188F/g，循环使用1000次后，衰减率仅为0.55%。
实施例7
步骤一：水热聚合
将聚天冬氨酸钾放入50ml的水热反应反应釜中，聚天冬氨酸钾和水的体积比为7:33，在烘箱中加热至150℃后水热反应4小时，将产物抽滤、烘干；
步骤二：高温炭化
将步骤一得到的混合物放入炭化炉中在抽真空条件下炭化，在炭化过程中以30mL/min的速率不断通入N2/Ar，先从室温以5℃/min速率升温到200±5℃保温2小时后，继续以5℃/min速率升温到900±5℃保温1小时，再缓慢降至室温，即制得黑色含氮碳材料；
步骤三：酸洗
用0.1mol/L盐酸溶液浸泡，超声清洗，每次半小时，清洗三次，即得含氮多孔碳材料。
制备得到的含氮多孔碳材料参数如下：比表面积1847 m2/g，孔容1.4 cm3/g，产率为49%。当电流密度为1A/g时，比电容值为170F/g，循环使用1000次后，衰减率仅为0.59%。
实施例8
步骤一：水热聚合
将聚天冬氨酸钾放入水热反应釜中，聚天冬氨酸钾和水的体积比为7:33，通过微波化学合成仪加热，功率为1200W，压力为0.36MPa, 170℃水热反应4小时，将产物抽滤、烘干；
步骤二高温炭化
将步骤一得到的混合物放入炭化炉中在抽真空条件下炭化，在炭化过程中以30mL/min的速率不断通入N2/Ar，先从室温以5℃/min速率升温到200±5℃保温2小时后，继续以5℃/min速率升温到900±5℃保温1小时，再缓慢降至室温，即制得黑色含氮碳材料；
步骤三：酸洗
用0.1mol/L盐酸溶液浸泡，超声清洗，每次半小时，清洗三次，即得含氮多孔碳材料。
制备得到的含氮多孔碳材料参数如下：比表面积2013 m2/g，孔容1.51 cm3/g，产率为51%。当电流密度为1A/g时，比电容值为164F/g，循环使用1000次后，衰减率仅为0.58%。
实施例9
步骤一：球磨混合
向容积为45mL的研磨罐中加入5g聚天冬氨酸钾和1g SBA15，15g直径为5mm研磨球，转速550转/分钟，研磨时间为15分钟，球磨混合；
步骤二：高温炭化
将步骤一得到的混合物在抽真空条件下炭化，在炭化过程中以30mL/min的速率不断通入N2/Ar，先从室温以5℃/min速率升温到200±5℃保温2小时后，继续以5℃/min速率升温到900±5℃保温1小时，再缓慢降至室温，即制得黑色含氮碳材料；
步骤三：酸洗
用0.1mol/L盐酸溶液浸泡，超声清洗，每次半小时，清洗三次，再用0.1mol/L氢氟酸溶液浸泡，超声清洗，每次半小时，清洗三次，即得含氮多孔碳材料。
制备得到的含氮多孔碳材料参数如下：比表面积2118 m2/g，孔容1.6 cm3/g，产率为52%。当电流密度为1A/g时，比电容值为180F/g，循环使用1000次后，衰减率仅为0.6%。
实施例10
步骤一：球磨混合
向容积为45mL的研磨罐中加入5g聚天冬氨酸钾和1g MCM41，15g直径为5mm研磨球，转速550转/分钟，研磨时间为15分钟，球磨混合；
步骤二：高温炭化
将步骤一得到的混合物在抽真空条件下炭化，在炭化过程中以30mL/min的速率不断通入N2/Ar，先从室温以5℃/min速率升温到200±5℃保温2小时后，继续以5℃/min速率升温到900±5℃保温1小时，再缓慢降至室温，即制得黑色含氮碳材料；
步骤三：酸洗
用0.1mol/L盐酸溶液浸泡，超声清洗，每次半小时，清洗三次，即得含氮多孔碳材料。
制备得到的含氮多孔碳材料参数如下：比表面积1752 m2/g，孔容1.3 cm3/g，产率为47%。当电流密度为1A/g时，比电容值为168F/g，循环使用1000次后，衰减率仅为0.58%。
实施例11
步骤一：球磨混合
向容积为45mL的研磨罐中加入5g聚天冬氨酸钾和1.25g MCM41，14g直径为10mm研磨球，转速600转/分钟，研磨时间为20分钟，球磨混合；
步骤二：高温炭化
将步骤一得到的混合物在抽真空条件下炭化，在炭化过程中以30mL/min的速率不断通入N2/Ar，先从室温以5℃/min速率升温到200±5℃保温2小时后，继续以5℃/min速率升温到900±5℃保温1小时，再缓慢降至室温，即制得黑色含氮碳材料；
步骤三：酸洗
用0.1mol/L盐酸溶液浸泡，超声清洗，每次半小时，清洗三次，即得含氮多孔碳材料。
制备得到的含氮多孔碳材料参数如下：比表面积1583 m2/g，孔容1.2 cm3/g，产率为43%。当电流密度为1A/g时，比电容值为157F/g，循环使用1000次后，衰减率仅为0.564%。
实施例12
步骤一：球磨混合
向容积为45mL的研磨罐中加入5g聚天冬氨酸钾和0.85g SBA15，16g直径为3mm研磨球，转速450转/分钟，研磨时间为15分钟，球磨混合；
步骤二：高温炭化
将步骤一得到的混合物在抽真空条件下炭化，在炭化过程中以30mL/min的速率不断通入N2/Ar，先从室温以5℃/min速率升温到200±5℃保温2小时后，继续以5℃/min速率升温到900±5℃保温1小时，再缓慢降至室温，即制得黑色含氮碳材料；
步骤三：酸洗
用0.1mol/L盐酸溶液浸泡，超声清洗，每次半小时，清洗三次，再用0.1mol/L氢氟酸溶液浸泡，超声清洗，每次半小时，清洗三次，即得含氮多孔碳材料。
制备得到的含氮多孔碳材料参数如下：比表面积1936 m2/g，孔容1.5 cm3/g，产率为51%。当电流密度为1A/g时，比电容值为169F/g，循环使用1000次后，衰减率仅为0.49%。
实施例13
步骤一：球磨混合
向容积为45mL的研磨罐中加入5g聚天冬氨酸钾和1g SBA15，15g直径为5mm研磨球，转速550转/分钟，研磨时间为15分钟，球磨混合；
步骤二:水热聚合
将聚天冬氨酸钾放入水热反应釜中，聚天冬氨酸钾和水的体积比为7:33，通过微波化学合成仪加热，功率为1000W，压力为0.44MPa, 150℃水热反应4小时，将产物抽滤、烘干后；
步骤三：高温炭化
将步骤二得到的混合物在抽真空条件下炭化，在炭化过程中以30mL/min的速率不断通入N2/Ar，先从室温以5℃/min速率升温到200±5℃保温2小时后，继续以5℃/min速率升温到900±5℃保温1小时，再缓慢降至室温，即制得黑色含氮碳材料；
步骤四：酸洗
用0.1mol/L盐酸溶液浸泡，超声清洗，每次半小时，清洗三次，即得含氮多孔碳材料。
制备得到的含氮多孔碳材料参数如下：比表面积2981 m2/g，孔容1.9 cm3/g，产率为70%。当电流密度为1A/g时，比电容值为217F/g，循环使用1000次后，衰减率仅为0.38%。
实施例14
步骤一：球磨混合
向容积为45mL的研磨罐中加入5g聚天冬氨酸钾和1g SBA15，15g直径为5mm研磨球，转速550转/分钟，研磨时间为15分钟，球磨混合；
步骤二:水热聚合
将聚天冬氨酸钾放入水热反应釜中，聚天冬氨酸钾和水的体积比为7:33，通过微波化学合成仪加热，功率为800W，压力为0.52MPa, 150℃水热反应4小时，将产物抽滤、烘干后；
步骤三：高温炭化
将步骤二得到的混合物在抽真空条件下炭化，在炭化过程中以30mL/min的速率不断通入N2/Ar，先从室温以5℃/min速率升温到200±5℃保温2小时后，继续以5℃/min速率升温到900±5℃保温1小时，再缓慢降至室温，即制得黑色含氮碳材料；
步骤四：酸洗
用0.1mol/L盐酸溶液浸泡，超声清洗，每次半小时，清洗三次，即得含氮多孔碳材料。
制备得到的含氮多孔碳材料参数如下：比表面积2767 m2/g，孔容1.85 cm3/g，产率为67%。当电流密度为1A/g时，比电容值为201F/g，循环使用1000次后，衰减率仅为0.40%。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于聚天冬氨酸盐的含氮多孔碳材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤一：高温炭化
将聚天冬氨酸盐放入炭化炉中在抽真空条件下炭化，在炭化过程中以15~45mL/min的速率不断通入保护气，先从室温以3~8℃/min速率升温到175℃~225℃保温1.5~2.5小时后，继续以3~8℃/min速率升温到900±10℃保温0.5~1.5小时，再缓慢降至室温，即制得黑色含氮碳材料；
步骤二：酸洗
用盐酸溶液浸泡，超声清洗，每次半小时，清洗三次，即得含氮多孔碳材料。
2.根据权利要求1所述的一种基于聚天冬氨酸盐的含氮多孔碳材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤一之前还包括水热聚合或球磨混合预处理步骤：
水热聚合：
将聚天冬氨酸盐放入水热反应釜中，通过微波化学合成仪加热或烘箱加热， 120~170℃水热反应3~4小时，将产物抽滤、烘干；
球磨混合：
向研磨罐中加入质量比为5:0.85~1.25的聚天冬氨酸盐和介孔硅基分子筛，球磨混合。
3.根据权利要求1所述的一种基于聚天冬氨酸盐的含氮多孔碳材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤一之前还包括预处理步骤：
球磨混合
向研磨罐中加入质量比为5:0.85~1.25的聚天冬氨酸盐和介孔硅基分子筛，球磨混合；
水热聚合
将混合物放入水热反应釜中，通过微波化学合成仪加热或烘箱加热， 120~170℃水热反应3~4小时，将产物抽滤、烘干。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于聚天冬氨酸盐的含氮多孔碳材料的制备方法，其特征在于,所述介孔硅基分子筛为SBA系列介孔硅基分子筛或MCM系列介孔硅基分子筛；优选的，所述介孔硅基分子筛为SBA15或MCM41。
5.根据权利要求2或3所述的一种基于聚天冬氨酸盐的含氮多孔碳材料的制备方法，其特征在于所述微波化学合成仪加热条件参数如下：功率为800~1200W，压力为0.36~0.52MPa。
6.根据权利要求2或3所述的一种基于聚天冬氨酸盐的含氮多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述球磨混合步骤研磨球的直径为3~10mm，研磨球和聚天冬氨酸盐的质量比为3.2~2.8:1，转速为转速450~600转/分钟，研磨时间为10~20分钟。
7.根据权利要求1所述的一种基于聚天冬氨酸盐的含氮多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述聚天冬氨酸盐选自聚天冬氨酸钾、聚天冬氨酸钠和聚天冬氨酸锌。
8.根据权利要求1所述的一种基于聚天冬氨酸盐的含氮多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述保护气为N2/Ar。
9.根据权利要求1所述的一种基于聚天冬氨酸盐的含氮多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述盐酸的浓度为0.1mol/L。
10.一种如权利要求1~9任一项所提供的制备方法获得的含氮多孔碳材料作为电极材料的应用。
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