一种多孔氮杂碳材料的制备方法与流程

本申请涉及太阳能驱动界面水蒸发，尤其涉及一种多孔氮杂碳材料的制备方法

背景技术：

1、工业废水脱盐过程中会排出大量浓盐水，其含有无机盐、重金属、化学制剂等有毒物质，为实现工业废水零排放，必须对浓盐水进行全面有效的处理，工业浓盐水脱盐处理的核心在于水盐分离，现有主流脱盐方法可以分为三种：热驱动蒸发技术、压力驱动膜脱盐技术和冷冻结晶析出，但这些方法高度依赖大型电力和热力设施，需要消耗大量热能和电能，会加剧环境污染和温室效应，产能和分布地点也受到限制，不仅如此，盐分污染设备导致设备维护成本极高，已经成为传统脱盐领域的共性问题。

2、为满足愈发严格的排放要求，太阳能驱动界面蒸发技术成为新兴脱盐技术，其核心在于利用光热材料吸收太阳光，再转化为热能，进而促使界面液态水高效蒸发为水蒸汽，因此不同的光热材料成为研究热点，其中，类石墨结构c3n4表现出优异的光热性能，目前c3n4的制备多采用三聚氰胺、乙二胺等作为氮源，经冷凝或升温后制得致密的二维g-c3n4，但其反射损失较高，吸收光谱范围较为局限，蒸汽逸出通道较少，蒸发性能较差。

技术实现思路

1、本申请提供了一种多孔氮杂碳材料的制备方法，解决了现有技术中氮杂碳材料反射损失较高，蒸汽逸出通道较少，吸收光谱范围较为局限的问题。

2、为解决上述技术问题，本申请提供了一种多孔氮杂碳材料的制备方法，包括s1-s4四个步骤，步骤s1量取0.5-2ml的乙醇胺、0.5-2ml的松油醇，1-3ml的四氯化碳和1-3ml叔丁醇以及0.5-1.0g的介孔分子筛；步骤s2将所述乙醇胺、所述四氯化碳、所述叔丁醇、所述松油醇以及所述介孔分子筛混合，并在90℃下进行油浴加热6h，再在120℃下干燥12h，得到初始产品；步骤s3将所述初始产品放置于管式炉中，向所述管式炉中持续通入氩气，并控制所述管式炉温度为400-900℃以对所述初始产品进行碳化，得到含分子筛的氮杂碳产品；步骤s4利用5％的氢氟酸清洗所述氮杂碳产品至少10次后，在100℃下真空干燥10h以去除所述介孔分子筛，得到多孔氮杂碳材料。

3、优选地，所述乙醇胺、所述四氯化碳、所述叔丁醇、所述松油醇均为1ml，所述介孔分子筛为0.8g。

4、优选地，所述管式炉温度为700-900℃。

5、最优地，所述管式炉温度为900℃。

6、进一步地，介孔分子筛为sba-15分子筛。

7、进一步地，在得到所述多孔氮杂碳材料之后，还包括：

8、对所述多孔氮杂碳材料的热蒸发性能和对光的吸收能力进行测试。

9、相比于现有技术，本申请提供一种多孔氮杂碳材料的制备方法，所采用原料为乙醇胺、四氯化碳、叔丁醇和松油醇，将这四种物质与介孔分子筛混合，经油浴加热和干燥后，得到初步的氮杂碳粗产品之后，将管式炉的温度控制在400-900℃进行碳化，使得氮杂碳粗产品中未反应完全的乙醇胺、四氯化碳、叔丁醇和松油醇全部碳化，接着通过氢氟酸反复清洗和真空干燥，即可得到多孔氮杂碳材料，制备原料的选取和碳化温度的控制使得最终制备的多孔氮杂碳材料具有大量多孔结构，且比表面积大，蒸汽逸出通道增加，光反射率下降，表现出良好的光吸收性能，吸收光谱范围扩大，吸收能力得到增强，因此利用该多孔氮杂碳材料进行脱盐，蒸发速度和光转化率均得到提高。

技术特征：

1.一种多孔氮杂碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种多孔氮杂碳材料的制备方法，其特征在于，所述乙醇胺、所述四氯化碳、所述叔丁醇、所述松油醇均为1ml，所述介孔分子筛为0.8g。

3.根据权利要求2所述的一种多孔氮杂碳材料的制备方法，其特征在于，所述管式炉温度为700-900℃。

4.根据权利要求4所述的一种多孔氮杂碳材料的制备方法，其特征在于，所述管式炉温度为900℃。

5.根据权利要求1所述的一种多孔氮杂碳材料的制备方法，其特征在于，所述介孔分子筛为sba-15分子筛。

6.根据权利要求1所述的一种多孔氮杂碳材料的制备方法，其特征在于，在得到所述多孔氮杂碳材料之后，还包括：

技术总结
本申请公开了一种多孔氮杂碳材料的制备方法，所采用原料为乙醇胺、四氯化碳、叔丁醇和松油醇，将这四种物质与介孔分子筛混合，经油浴加热和干燥后，得到初步的氮杂碳粗产品，再利用管式炉控制在400‑900℃，进行碳化，使得氮杂碳粗产品中未反应完全的乙醇胺、四氯化碳、叔丁醇和松油醇全部碳化，接着通过氢氟酸反复清洗和真空干燥，即可得到多孔氮杂碳材料，制备原料的选取和碳化温度的控制使得最终制备的多孔氮杂碳材料具有大量多孔结构，且比表面积大，蒸汽逸出通道增加，光反射率下降，表现出良好的光吸收性能，吸收光谱范围扩大，吸收能力得到增强，因此利用该多孔氮杂碳材料进行脱盐，蒸发速度和光转化率均得到提高。

技术研发人员：杨咏,邢永雷,杨亚威,李红俊,温雪山
受保护的技术使用者：宁夏佰斯特科源化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15