1.一种基于离子液体直接炭化法制备杂原子共掺杂多孔碳材料的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一,将碳源、氧化石墨烯按照质量比为6:1混合,并将10ml离子液体加入混合物中,将混合物超声处理3h后,置于烘箱中90℃下烘12h;
所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-甲基-3-乙基咪唑硫酸氢盐、1-甲基-3-丙基咪唑硫酸盐和1-烯丙基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐、1-甲基-3-乙基咪唑磷酸二氢盐、1-甲基-3-丙基咪唑磷酸二氢盐中的一种或两种以上混合;
步骤二,将步骤一得到的混合物置于管式炉中进行预烧结,在惰性气体保护下加热升温,升温速率为1~5℃/min,预烧结温度为300~600℃和预烧结保温时间为1~3h,得到炭前驱体;
步骤三,将步骤二所得的炭前驱体与碱金属氢氧化物按照质量比为1:1~5研磨混合均匀,将混合物体置于管式炉中,在惰性气体保护下加热升温,升温速率为1~5℃/min,热处理温度为700~900℃,保温时间为1~3h,得到活化产物;
步骤四,对步骤三得到的活化产物进行酸洗中和,并用去离子水清洗至中性,干燥、研磨后,得到目标产物。
2.根据权利要求1所述的一种基于离子液体直接炭化法制备杂原子共掺杂多孔碳材料的方法,其特征在于,步骤一所述的离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐或1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐中的一种或两种以上混合。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于离子液体直接炭化法制备杂原子共掺杂多孔碳材料的方法,其特征在于,步骤一所述的碳源为葡萄糖、蔗糖、纤维素、麦芽糖、淀粉、糖原中的一种或者两种以上混合。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于离子液体直接炭化法制备杂原子共掺杂多孔碳材料的方法,其特征在于,步骤三所述的碱金属氢氧化物为氢氧化钾、氢氧化钠中的一种或二者的混合物。
5.根据权利要求3所述的一种基于离子液体直接炭化法制备杂原子共掺杂多孔碳材料的方法,其特征在于,步骤三所述的碱金属氢氧化物为氢氧化钾、氢氧化钠中的一种或二者的混合物。
6.根据权利要求1或2或5所述的一种基于离子液体直接炭化法制备杂原子共掺杂多孔碳材料的方法,其特征在于,步骤一所述的氧化石墨烯为通过Hummers或改进的Hummers方法制备得到。
7.根据权利要求3所述的一种基于离子液体直接炭化法制备杂原子共掺杂多孔碳材料的方法,其特征在于,步骤一所述的氧化石墨烯为通过Hummers或改进的Hummers方法制备得到。
8.根据权利要求4所述的一种基于离子液体直接炭化法制备杂原子共掺杂多孔碳材料的方法,其特征在于,步骤一所述的氧化石墨烯为通过Hummers或改进的Hummers方法制备得到。
9.根据权利要求1或2或5或7或8所述的一种基于离子液体直接炭化法制备杂原子共掺杂多孔碳材料的方法,其特征在于,步骤四所述的酸洗中和使用盐酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一种或两种以上混合。
10.根据权利要求1或2或5或7或8所述的一种基于离子液体直接炭化法制备杂原子共掺杂多孔碳材料的方法,其特征在于,所述的惰性气体为氮气、氩气或氦气中的一种或两种以上混合。