CN113967461B - 一种富含胺基的多孔碳材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种富含胺基的多孔碳材料，所述多孔碳材料的比表面积大于600m2/g，氮元素含量为10％‑40％。本发明还提供了一种富含胺基的多孔碳材料的制备方法，通过使用稠环芳烃和含氮化合物热处理后，加入交联剂进行交联，得到富含胺基的多孔碳材料，提供的多孔碳材料具有较高的比表面积和氮含量，可以作为高效二氧化碳捕集剂。本发明的制备方法原料多样，价格低廉，制备工艺简单，不需要通常活性炭制备过程的活化、清洗过程，也不需要超交联高聚物所必须的金属催化剂和苛刻工艺，能够方便地实现工业化生产，可应用于吸附材料领域。

Description

一种富含胺基的多孔碳材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及多孔材料的技术领域，具体涉及一种富含胺基的多孔碳材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着世界上工业加工的迅速发展，环境和气候的压力迫使当今世界各国开始实施各种CO2减排措施，对于我国石化行业和其它重工业企业，高额的减排费用成为制约企业发展的主要问题之一。研制一种成本低廉的CO2高效捕集材料不但可以解决这些企业运行面临的难题，而且可以促进我国优化环境的进程。常用的CO2捕集技术有吸收法，吸附法等。吸收法即用化学溶剂吸收烟气中二氧化碳，其中工业上应用较为广泛的化学溶剂是不同胺的混合液，不仅可以达到较高的吸收速率和吸收效率，还可以提高吸收负荷，达到较好的吸收效果。但是由于这种方法再生时能耗较高，并且溶液易于腐蚀吸收塔，导致其实际应用中费用较高。吸附分离法是利用固态吸附剂对原料混和气中的二氧化碳的选择性可逆吸附作用来分离回收二氧化碳，能够避免吸收法中液体对吸收塔的腐蚀，不但能耗小，无腐蚀，并且操作简单，易实现自动化控制。吸附法的核心在于所选用固体吸附剂的性能。
常用的固体吸附剂有沸石分子筛，介孔硅材料，活性碳材料，金属有机骨架材料(MOFs)，共价有机骨架材料(COFs)等。其中，MOFs和COFs是近年来出现的两种新型材料，在高压下具有很高的二氧化碳吸附容量，但存在低压吸附量低、选择性不高、环境水分失效、价格较高等问题。在传统的三种吸附材料(沸石分子筛，介孔硅材料，活性碳材料)中，活性碳材料具有工艺简单，价格便宜，比表面积高等优点，但对于CO2吸附选择性较差，而且高比表面积活性炭的制备工艺复杂。
为了提高活性炭CO2吸附选择性，近年来的研究方向是通过活性炭表面处理或原料掺杂的方法提高活性炭材料的氮元素含量，从而通过含氮官能团与CO2的相互作用提高其吸附选择性。然而，这些方法一方面增加了材料制备工艺的复杂度，另一方面由于高温下氮元素趋于从碳材料中脱除，导致含氮量下降，降低其作用。超交联聚合物是近年来出现的一种新型吸附材料，这种材料是基于傅克烷基化反应制备的多孔材料，原料选择具备特殊结构的化合物，需要较昂贵的过渡金属催化剂在较苛刻的条件下制备，因此，虽然可以制备从比表面积高，吸附性能优越的材料，但低成本制备仍然是难以解决的问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种富含胺基的多孔碳材料，本发明提供的多孔碳材料具有较高的比表面积和氮含量，可以作为高效二氧化碳捕集剂。本发明同时还提供了一种富含胺基的多孔碳材料的制备方法，通过稠环芳烃的热聚合反应，并对其产物进行交联处理、碳化处理，最终得到富含胺基的多孔碳材料，解决了现有技术中富含胺基的多孔碳材料制备工艺复杂、条件苛刻、生产成本高的问题，可工业化应用。
为实现上述目的，本发明一方面提供了一种富含胺基的多孔碳材料，所述多孔碳材料的比表面积大于600m2/g；氮元素含量为10％-40％。
根据本发明的优选实施方式，所述多孔碳材料的比表面积为600～2000m2/g，优选为800-1700m2/g，更优选为900-1500m2/g，进一步优选为1000-1200m2/g。
根据本发明的优选实施方式，所述多孔碳材料的微孔(小于2nm)含量大于80％。
根据本发明的优选实施方式，所述多孔碳材料的氮元素含量可为12％、15％、18％、20％、22％、25％、28％、30％、32％、35％、38％以及他们之间的任意值，例如15％～35％。
根据本发明的一些实施方式，所述多孔碳材料的二氧化碳吸附量(25℃,1.0bar)为50mg/g以上，优选为50～300mg/g。
根据本发明的优选实施方式，所述多孔碳材料的二氧化碳吸附量(25℃,1.0bar)可为80mg/g、100mg/g、120mg/g、145mg/g、170mg/g、200mg/g、250mg/g、290mg/g以及他们之间的任意值。
根据本发明的一些实施方式，所述多孔碳材料的氮气吸附量(25℃,1.0bar)为5mg/g以上，例如为6mg/g、8mg/g、10mg/g、15mg/g、19mg/g、20mg/g、21mg/g、25mg/g以及他们之间的任意值。
本发明的另一方面提供了一种富含胺基的多孔碳材料的制备方法，包括：
S1对包含稠环芳烃化合物和含氮化合物的混合物进行热处理，得到中间体胺基沥青；
S2对所述中间体胺基沥青进行交联处理，得到交联胺基沥青；
S4对所述交联胺基沥青进行碳化处理，得到所述富含胺基的多孔碳材料。
本申请的发明人经研究发现，交联胺基沥青是最终富含胺基的多孔碳材料的前驱物，在含氮有机化合物的作用下，原料稠环芳烃化合物会发生热聚合反应，生成大分子量的稠环芳烃，因此，所有小分子量的稠环芳烃及其衍生物都可以作为原料。在反应过程中，含氮有机化合物的加入能够诱导或促进低分子稠环芳烃的热聚合反应，生成大分子量的稠环芳烃的同时，生成胺基基团，作为稠环芳烃的主链的链接基团或侧链的官能团。因此，所有具备以上功能的含氮有机化合物都可以作为原料使用。然后，交联剂与中间体胺基沥青(即含有胺基的大分子量稠环芳烃)之间发生化学反应，形成交联网状结构，一方面形成微孔结构，另一方面限制分子结构的形变，保证热处理过程中孔结构的稳定性。因此，所有具备以上功能的多功能团化合物都可以作为交联剂使用。
在本发明的一些实施方式中，所述芳烃化合物包括取代或未取代的C8-C18的稠环芳烃中的一种或多种，优选为萘、菲、蒽、芘、苯并蒽、苯并芘、二萘嵌苯、苯并菲、甲基萘中的一种或多种，更优选为萘，甲基萘，蒽，菲，芘中的一种或多种。
在本发明的一些实施方式中，所述含氮化合物包括乙二胺，二亚乙基三胺，尿素，六次甲基四胺，三聚氰胺中的一种或多种。
在本发明的一些具体的实施方式中，所述稠环芳烃化合物和含氮有机化合物的摩尔比为1:(0.3～5)，优选为1:(0.5～3)，更优选为1:(0.8～1.2)。
为了使反应原料相互间更好地均匀接触，更重要的是能够抑制小分子稠环芳烃在反应温度时的升华，保证合成反应的顺利进行，在一些具体的实施例中，所述热处理过程在溶剂中进行，优选的，所述溶剂可以包括四氢呋喃，甲苯，N-甲基吡咯烷酮，乙二醇，环己烷，二丙酮醇中的一种或多种。
同时，为了避免空气中的水和氧气对反应产生影响，在一些具体的实施例中，所述热处理过程在惰性气体气氛下进行，优选的，所述的惰性气氛包括氮气、氩气中的一种或多种，更优选地，所述的惰性气氛是氮气和氩气的混合气。对于本发明而言，惰性气体的用量不是关键，但其最低用量应该保证空气中的氧和水不进入反应体系中即可。
在本发明的一些具体的实施方式中，所述热处理的反应温度为150～300℃，优选为180～250℃，更优选为200～240℃。
在本发明的一些具体的实施方式中，所述热处理的反应时间为1-10小时，优选为2-6小时，更优选为3-5小时。
在本发明的一些优选实施方式中，热处理反应完成后将体系降至室温，优选降至20-35℃。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2中加入交联剂对所述中间体胺基沥青进行交联处理。
在本发明的一些优选实施方式中，所述的交联剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、乙二醛、丁二醛、羟基硅油中的一种或多种。
在本发明的一些具体的实施方式中，所述交联剂的加入量占稠环芳烃化合物和含氮化合物总质量的5～30％。
在本发明的一些具体的实施方式中，所述交联剂的加入量占稠环芳烃化合物和含氮化合物总质量的10～20％。
在本发明的一些具体的实施方式中，所述交联剂的加入量占稠环芳烃化合物和含氮化合物总质量的10～15％。
在本发明的一些具体的实施方式中，所述交联处理的反应温度为50～200℃，优选为80～180℃，更优选为80～150℃。
在本发明的一些具体的实施方式中，所述交联处理的反应时间为0.5～6小时，优选为0.5～3小时，更优选为1～2小时。
在本发明的一些优选实施方式中，交联处理反应完成后将体系降至室温，优选降至20-35℃。
为了降低交联胺基沥青在溶剂中的溶解度或分散性，使所生成的交联胺基沥青以小颗粒从物料中沉降出来，在本发明的一些实施方式中，所述制备方法还包括：
S3使用萃取剂对所述交联胺基沥青进行萃取处理。
对于本发明而言，萃取剂的作用为降低交联胺基沥青在溶剂中的溶解度或分散性，使所生成的交联胺基沥青以小颗粒从物料中沉降出来，因此，所有具备以上功能的化合物都可以作为萃取剂使用。在一些具体的实施方式中，所述萃取剂选自酮类萃取剂中的一种或多种，优选包括丙酮、丁二酮、丁酮中的一种或多种。
所述的萃取剂的添加份数是指所添加萃取剂与交联反应产物质量比，萃取剂的添加量决定了交联胺基沥青的粒径尺寸。优选地，所述萃取剂与交联胺基沥青质量比为(1-6)：1，优选为(1-3)：1，更优选为(1.5-2)：1。
在一些具体的实施方式中，所述碳化处理在惰性气体气氛下进行，所述惰性气氛优选包括氮气、氩气中的一种或多种，更优选为氮气和氩气的混合气。
在一些具体的实施方式中，所述碳化处理的温度为400～600℃，优选为450～550℃，更优选为500～550℃。
实施本发明合成反应和交联反应所使用的设备是本技术领域中通常使用的设备，如玻璃烧瓶配温控油浴锅、不锈钢聚合釜或玻璃反应器。这种设备能够比较精确地控制温度，例如控制温度的精度是±0.5℃。碳化处理的设备可以是本技术领域中通常使用的设备，如高温气氛炉、高温碳化炉等。这种设备能够实现气氛保护，热处理温度可以达到600℃以上，并且可以较精确地控制温度，例如控制温度的精度是±0.5℃。
本发明的另一方面提供了一种按照上述制备方法制备得到的富含胺基的多孔碳材料，其中，所述多孔碳材料的比表面积大于600m2/g；氮元素含量为10％-40％。
根据本发明的优选实施方式，所述多孔碳材料的比表面积为600～2000m2/g，优选为800-1700m2/g，更优选为900-1500m2/g，进一步优选为1000-1200m2/g。
根据本发明的优选实施方式，所述多孔碳材料的微孔(小于2nm)含量大于80％。
根据本发明的优选实施方式，所述多孔碳材料的氮元素含量可为12％、15％、18％、20％、22％、25％、28％、30％、32％、35％、38％以及他们之间的任意值，例如15％～35％。
根据本发明的一些实施方式，所述多孔碳材料的二氧化碳吸附量(25℃,1.0bar)为50mg/g以上，优选为50～300mg/g。
根据本发明的优选实施方式，所述多孔碳材料的二氧化碳吸附量(25℃,1.0bar)可为80mg/g、100mg/g、120mg/g、145mg/g、170mg/g、200mg/g、250mg/g、290mg/g以及他们之间的任意值。
根据本发明的一些实施方式，所述多孔碳材料的氮气吸附量(25℃,1.0bar)为5mg/g以上，例如为6mg/g、8mg/g、10mg/g、15mg/g、19mg/g、20mg/g、21mg/g、25mg/g以及他们之间的任意值。
本发明的另一方面提供了上述富含胺基的多孔碳材料作为二氧化碳捕集剂的应用。
本申请制备得到的富含胺基的多孔碳材料，其发达的孔结构保证了富含胺基的多孔碳材料具备较高的二氧化碳吸附量，同时，胺基的引入可以提高所述富含胺基的多孔碳材料对于二氧化碳吸附的选择性。
本发明提供的多孔碳材料具有较高的比表面积和氮含量，可以作为高效二氧化碳捕集剂。本发明提供的富含胺基的多孔碳材料的制备方法，原料多样，价格低廉，制备工艺简单，不需要通常活性炭制备过程的活化、清洗过程，也不需要超交联高聚物所必须的金属催化剂和苛刻工艺，能够方便地实现工业化生产，可应用于吸附材料领域。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
以下实施例中，涉及的反应和测试仪器如下：
1、比表面积采用美国Micromeritics公司的ASAP-2010型分析仪器进行测定；
2、氮元素含量采用德国Micromeritics公司的vario EL cube元素分析仪进行测定；
3、N2吸附量、CO2吸附量采用贝士德仪器科技的PS2进行测定。
4、反应装置采用郑州华特仪器设备有限公司的DF-101S型油浴锅，选用甲基硅油(北京中科尚德科技有限公司)为油浴介质。
除特别说明，本发明实施例所用的化学药品均可在市场上够得。
实施例1
称取6.4克芘和1.86克三聚氰胺(摩尔比1:0.5)加入到250毫升三口烧瓶中，加入100毫升二丙酮醇，室温下通入氮气鼓泡，出气管接硅油液封，搅拌0.5小时。然后，在氮气保护和搅拌的条件下，以5℃/min的升温速率，升温至160℃；恒温反应时间控制在8小时。反应结束后在氮气保护和搅拌的条件下，降温至室温。加入15wt％的偶氮二异丁腈，氮气保护和搅拌的条件下继续升温至120℃恒温1.5小时后降温至室温。搅拌条件下加入2份丙酮(丙酮与交联胺基沥青的质量比为2:1)，并用G4砂芯漏斗过滤，得到平均粒径为16微米的交联胺基沥青5.8克。然后，将处理后的交联胺基沥青放入高温碳化炉中在惰性气氛下于500℃碳化处理1小时，得到富含胺基的多孔碳材料4.6克，产物性能见表1。
实施例2
称取6.4克萘和7克六次甲基四胺(摩尔比1:1)加入到250毫升三口烧瓶中，加入100毫升N-甲基吡咯烷酮，室温下通入氮气鼓泡，出气管接硅油液封，搅拌0.5小时。然后，在氮气保护和搅拌的条件下，以5℃/min的升温速率，升温至200℃；恒温反应时间控制在4小时。反应结束后在氮气保护和搅拌的条件下，降温至室温。加入15wt％偶氮二异丁腈，氮气保护和搅拌的条件下继续升温至120℃恒温1.5小时后降温至室温。搅拌条件下加入1.2份丁二酮(丁二酮与交联胺基沥青的质量比为1.2:1)，并用G4砂芯漏斗过滤，得到平均粒径为22微米的交联胺基沥青10.2克。然后，将处理后的交联胺基沥青放入高温碳化炉中在惰性气氛下于500℃碳化处理1小时，得到富含胺基的多孔碳材料7.9克，产物性能见表1。
实施例3
称取6.4克萘和7.0克六次甲基四胺(摩尔比1:1)加入到250毫升三口烧瓶中，加入150毫升乙二醇，室温下通入氮气鼓泡，出气管接硅油液封，搅拌0.5小时。然后，在氮气保护和搅拌的条件下，以5℃/min的升温速率，升温至180℃；恒温反应时间控制在6小时。反应结束后在氮气保护和搅拌的条件下，降温至室温。加入20wt％羟基硅油(10个二甲基硅氧烷链节)，氮气保护和搅拌的条件下继续升温至180℃恒温2小时后降温至室温。搅拌条件下加入2份丙酮(丙酮与交联胺基沥青的质量比为2:1)，并用G4砂芯漏斗过滤，得到平均粒径为8微米的交联胺基沥青11.3克。然后，将处理后的交联胺基沥青放入高温碳化炉中在惰性气氛下于550℃碳化处理1小时，得到富含胺基的多孔碳材料9.8克，产物性能见表1。
实施例4
称取7.1克甲基萘和5.6克六次甲基四胺(摩尔比1:0.8)加入到250毫升三口烧瓶中，加入100毫升N-甲基吡咯烷酮，室温下通入氮气鼓泡，出气管接硅油液封，搅拌0.5小时。然后，在氮气保护和搅拌的条件下，以5℃/min的升温速率，升温至200℃；恒温反应时间控制在4小时。反应结束后在氮气保护和搅拌的条件下，降温至室温。加入20wt％羟基硅油(10个二甲基硅氧烷链节)，氮气保护和搅拌的条件下继续升温至180℃恒温2小时后降温至室温。搅拌条件下加入1.5份丁二酮(丁二酮与交联胺基沥青的质量比为1.5:1)，并用G4砂芯漏斗过滤，得到平均粒径为25微米的交联胺基沥青9.5克。然后，将处理后的交联胺基沥青放入高温碳化炉中500℃碳化处理1小时，得到富含胺基的多孔碳材料8.7克，产物性能见表1。
实施例5
称取6.4g萘和6.0g乙二胺(摩尔比1:2)加入到250毫升三口烧瓶中，加入100毫升N-甲基吡咯烷酮，室温下通入氮气鼓泡，出气管接硅油液封，搅拌0.5小时。然后，在氮气保护和搅拌的条件下，以5℃/min的升温速率，升温至250℃；恒温反应时间控制在5小时。反应结束后在氮气保护和搅拌的条件下，降温至室温。加入20wt％乙二醛，氮气保护和搅拌的条件下继续升温至180℃恒温2小时后降温至室温。搅拌条件下加入2份丙酮(丙酮与交联胺基沥青的质量比为2:1)，并用G4砂芯漏斗过滤，得到平均粒径为24微米的交联胺基沥青9.8克。然后，将处理后的交联胺基沥青放入高温碳化炉中500℃碳化处理1小时，得到富含胺基的多孔碳材料6.7克，产物性能见表1。
实施例6
称取7.1g甲基萘和3g尿素(摩尔比1:1)加入到250毫升三口烧瓶中，加入100毫升N-甲基吡咯烷酮，室温下通入氮气鼓泡，出气管接硅油液封，搅拌0.5小时。然后，在氮气保护和搅拌的条件下，以5℃/min的升温速率，升温至230℃；恒温反应时间控制在6小时。反应结束后在氮气保护和搅拌的条件下，降温至室温。加入25wt％丁二醛，氮气保护和搅拌的条件下继续升温至180℃恒温2小时后降温至室温。搅拌条件下加入1.5份丁二酮(丁二酮与交联胺基沥青的质量比为1.5:1)，并用G4砂芯漏斗过滤，得到平均粒径为21微米的交联胺基沥青8.4克。然后，将处理后的交联胺基沥青放入高温碳化炉中500℃碳化处理1小时，得到富含胺基的多孔碳材料6.4克，产物性能见表1。
实施例7
称取6.4g萘和6.2g二亚乙基三胺(摩尔比1:1.2)加入到250毫升三口烧瓶中，加入100毫升N-甲基吡咯烷酮，室温下通入氮气鼓泡，出气管接硅油液封，搅拌0.5小时。然后，在氮气保护和搅拌的条件下，以5℃/min的升温速率，升温至250℃；恒温反应时间控制在7小时。反应结束后在氮气保护和搅拌的条件下，降温至室温。加入15wt％偶氮二异丁腈，氮气保护和搅拌的条件下继续升温至120℃恒温2小时后降温至室温。搅拌条件下加入2份丁酮(丁酮与交联胺基沥青的质量比为2:1)，并用G4砂芯漏斗过滤，得到平均粒径为19微米的交联胺基沥青10.2克。然后，将处理后的交联胺基沥青放入高温碳化炉中500℃碳化处理1小时，得到富含胺基的多孔碳材料8.1克，产物性能见表1。
实施例8
称取8.9g蒽和7克六次甲基四胺(摩尔比1:1)加入到250毫升三口烧瓶中，加入100毫升N-甲基吡咯烷酮，室温下通入氮气鼓泡，出气管接硅油液封，搅拌0.5小时。然后，在氮气保护和搅拌的条件下，以5℃/min的升温速率，升温至200℃；恒温反应时间控制在3小时。反应结束后在氮气保护和搅拌的条件下，降温至室温。加入20wt％羟基硅油，氮气保护和搅拌的条件下继续升温至180℃恒温2小时后降温至室温。搅拌条件下加2份丙酮(丙酮与交联胺基沥青的质量比为2:1)，并用G4砂芯漏斗过滤，得到平均粒径为25微米的交联胺基沥青14.9克。然后，将处理后的交联胺基沥青放入高温碳化炉中500℃碳化处理1小时，得到富含胺基的多孔碳材料12.4克，产物性能见表1。
实施例9
称取8.9g菲和6.2g二亚乙基三胺(摩尔比1:1.2)加入到250毫升三口烧瓶中，加入100毫升N-甲基吡咯烷酮，室温下通入氮气鼓泡，出气管接硅油液封，搅拌0.5小时。然后，在氮气保护和搅拌的条件下，以5℃/min的升温速率，升温至250℃；恒温反应时间控制在5小时。反应结束后在氮气保护和搅拌的条件下，降温至室温。加入20wt％丁二醛，氮气保护和搅拌的条件下继续升温至180℃恒温2小时后降温至室温。搅拌条件下加入1.6份丁二酮(丁二酮与交联胺基沥青的质量比为1.6:1)，并用G4砂芯漏斗过滤，得到平均粒径为23微米的交联胺基沥青13.4克。然后，将处理后的交联胺基沥青放入高温碳化炉中500℃碳化处理1小时，得到富含胺基的多孔碳材料11.2克，产物性能见表1。
对比例1
对市售的二氧化碳捕集剂(江苏瑞辰炭业的椰壳活性炭)的比表面积、N含量、N2吸附量和CO2吸附量进行测试，性能见表1。
对比例2
按照实施例1的方法制备富含胺基的多孔碳材料。
不同之处在于：
所述加入40％wt％的偶氮二异丁腈，具体产物的测试结果详见表1。
对比例3
按照实施例1的方法制备富含胺基的多孔碳材料。
不同之处在于：
称取6.4克芘和18.6克三聚氰胺(摩尔比1:10)，具体产物的测试结果详见表1。
对比例4
按照实施例1的方法制备富含胺基的多孔碳材料。
不同之处在于：
称取6.4克芘和0.19克三聚氰胺(摩尔比1:0.1)，具体产物的测试结果详见表1。
表1富含胺基的多孔碳材料的测试结果
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (28)

1.一种富含胺基的多孔碳材料，其特征在于，所述多孔碳材料的比表面积大于600 m2/g；氮元素含量为10%-40%；
所述富含胺基的多孔碳材料的制备方法，包括：
S1对包含稠环芳烃化合物和含氮化合物的混合物进行热处理，得到中间体胺基沥青；
S2 对所述中间体胺基沥青进行交联处理，得到交联胺基沥青；
S4 对所述交联胺基沥青进行碳化处理，得到所述富含胺基的多孔碳材料；
所述稠环芳烃化合物选自取代或未取代的C8-C18的稠环芳烃；所述含氮化合物包括乙二胺，二亚乙基三胺，尿素，六次甲基四胺，三聚氰胺中的一种或多种；所述稠环芳烃化合物和含氮有机化合物的摩尔比为1:（0.3~5）；
步骤S2中加入交联剂对所述中间体胺基沥青进行交联处理，所述交联剂的加入量占稠环芳烃化合物和含氮化合物总质量的5~30%。
2.根据权利要求1所述的多孔碳材料，其特征在于，所述多孔碳材料的比表面积为600~2000m2/g；氮元素含量为15%~35%。
3. 根据权利要求2所述的多孔碳材料，其特征在于，所述多孔碳材料的二氧化碳吸附量在25℃, 1.0bar的条件下为50mg/g以上。
4. 根据权利要求3所述的多孔碳材料，其特征在于，所述多孔碳材料的二氧化碳吸附量在25℃, 1.0bar的条件下为50~300mg/g。
5.一种如权利要求1所述的富含胺基的多孔碳材料的制备方法，包括：
S1对包含稠环芳烃化合物和含氮化合物的混合物进行热处理，得到中间体胺基沥青；
S2 对所述中间体胺基沥青进行交联处理，得到交联胺基沥青；
S4 对所述交联胺基沥青进行碳化处理，得到所述富含胺基的多孔碳材料。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述稠环芳烃化合物选自萘、菲、蒽、芘、苯并蒽、苯并芘、二萘嵌苯、苯并菲、甲基萘中的一种或多种；和/或，所述稠环芳烃化合物和含氮有机化合物的摩尔比为1:（0.5~3）。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述稠环芳烃化合物选自萘，甲基萘，蒽，菲，芘中的一种或多种；和/或，所述稠环芳烃化合物和含氮有机化合物的摩尔比为1:（0.8~1.2）。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述热处理过程在溶剂中进行；和/或，所述热处理过程在惰性气体气氛下进行；和/或，所述热处理的反应温度为150~300℃，反应时间为1-10小时。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述溶剂包括四氢呋喃，甲苯，N-甲基吡咯烷酮，乙二醇，环己烷，二丙酮醇中的一种或多种；和/或，所述惰性气体气氛包括氮气、氩气中的一种或多种；和/或，所述热处理的反应温度为180~250℃，反应时间为2-6小时。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述惰性气氛为氮气和氩气的混合气；和/或，所述热处理的反应温度为200~240℃，反应时间为3-5小时。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，热处理反应完成后将体系降至室温。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，热处理反应完成后将体系降至20-35℃。
13.根据权利要求5-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述的交联剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、乙二醛、丁二醛、羟基硅油中的一种或多种；和/或，所述交联剂的加入量占稠环芳烃化合物和含氮化合物总质量的10~20%；和/或，所述交联处理的反应温度为50~200℃，反应时间为0.5~6小时。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，交联处理反应完成后将体系降至室温。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，交联处理反应完成后将体系降至20-35℃。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述交联剂的加入量占稠环芳烃化合物和含氮化合物总质量的10~15%；和/或，所述交联处理的反应温度为80~180℃，反应时间为0.5~3小时。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述交联处理的反应温度为80~150℃，反应时间为1~2小时。
18.根据权利要求5-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述制备方法还包括：
S3 使用萃取剂对所述交联胺基沥青进行萃取处理。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述萃取剂包括酮类萃取剂中的一种或多种；和/或，所述萃取剂与交联胺基沥青的质量比为（1-6）：1。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述萃取剂包括丙酮、丁二酮、丁酮中的一种或多种；和/或，所述萃取剂与交联胺基沥青的质量比为（1-3）：1。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述萃取剂与交联胺基沥青的质量比为（1.5-2）：1。
22.根据权利要求5-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述碳化处理的温度为400~600℃。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述碳化处理过程在惰性气体气氛下进行。
24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述碳化处理的温度为450~550℃。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述碳化处理的温度为500~550℃。
26. 一种根据权利要求6-25中任一项所述的制备方法制备得到的富含胺基的多孔碳材料，其中，所述富含胺基的多孔碳材料的比表面积大于600 m2/g；和/或，所述富含胺基的多孔碳材料的氮元素含量为10%-40%；和/或，所述富含胺基的多孔碳材料的二氧化碳吸附量在25℃, 1bar的条件下为50mg/g以上。
27. 根据权利要求26所述的多孔碳材料，其中，所述富含胺基的多孔碳材料的比表面积为600~2000m2/g；和/或，所述富含胺基的多孔碳材料的氮元素含量为15%-35%；和/或，所述富含胺基的多孔碳材料的二氧化碳吸附量在25℃, 1bar的条件下为50~300mg/g。
28.一种如权利要求1-4、26-27中任一项所述的富含胺基的多孔碳材料或根据权利要求5-25中任一项所述的制备方法制备得到的富含胺基的多孔碳材料作为二氧化碳捕集剂的应用。
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