技术特征：
1.一种氮掺杂的硬碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、碳源准备：将生物质原料进行预处理、干燥、高能球磨粉碎处理，得到一次纯化的生物质原料粉末；s2、二次纯化：所述生物质原料粉末加入稀硝酸中，加热，然后冷却至室温，过滤，洗涤，干燥，得到二次纯化后的生物质粉末；s3、煅烧：将所述二次纯化后的生物质粉末在氩气氛围下进行煅烧，煅烧结束后，在氩气氛围下降温，得到生物质碳材料；s4、等离子体处理：将步骤s3得到的生物质碳材料置于等离子设备中，进行氨气等离子体处理，得到氮掺杂的硬碳材料；其中，功率为400～800w，处理时间为0～75min。2.根据权利要求1所述的氮掺杂的硬碳材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述稀硝酸浓度为0.5～60wt％，加热至30～90℃。3.根据权利要求2所述的氮掺杂的硬碳材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，纯化具体步骤为：将所述生物质原料粉末加入稀硝酸中，在冷凝水回流冷凝操作下，在恒温30～90℃下回流，过滤，洗涤，干燥。4.根据权利要求1所述的氮掺杂的硬碳材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，煅烧温度为800～1400℃，煅烧时间为0.5～5h。5.根据权利要求1所述的氮掺杂的硬碳材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，采用高能粉碎机对生物质原料进行粉碎，转速为500～9000r/min，时间为0.2～15min。6.根据权利要求1所述的氮掺杂的硬碳材料的制备方法，其特征在于，所述生物质原料为柚子皮、榴莲壳、椰子壳、巴旦木、玉米棒、虾壳、葱、大豆、香菇、兰花叶中至少一种。7.一种氮掺杂的硬碳材料，其特征在于，由权利要求1
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6任一项所述的制备方法制成。8.根据权利要求7所述的氮掺杂的硬碳材料，其特征在于，所述硬碳材料层间距为0.37～0.46nm，氮含量：2.5～6.0％。9.一种钠离子电池负极，其特征在于，包括权利要求7或8所述的氮掺杂的硬碳材料。10.一种钠离子电池，其特征在于，包括权利要求9所述的负极。
技术总结
本发明公开了一种氮掺杂的硬碳材料及其制备方法和应用，该硬碳材料的制备方法包括步骤：将生物质原料进行预处理、干燥、粉碎处理，得到一次纯化的生物质原料粉末；生物质原料粉末加入稀硝酸中，加热，冷却至室温，过滤，洗涤，干燥，得到二次纯化的生物质粉末；将二次纯化的生物质粉末在氩气氛围下进行煅烧，再在氩气氛围下降温，得到生物质硬碳材料；将生物质硬碳材料置于等离子体设备中进行处理；其中，功率为400～800w，处理时间为0～75min。本发明制成的硬碳材料具有大孔隙率高、比表面积大、层间距大的特性，可促进钠离子的扩散，提高钠离子电池碳负极容量与动力学、传质速度、循环性能和首次库仑效率。能和首次库仑效率。能和首次库仑效率。
技术研发人员：纪效波 蔡鹏 邹国强 侯红帅 邹康宇 肖诩桓
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2021.07.12
技术公布日：2021/10/11