一种以木质素为原料氮掺杂碳球及其制备方法与应用

摘要

本发明属于纳米材料制备领域，具体公开了一种以木质素为原料氮掺杂碳球及其制备方法与应用。所述制备方法包括以下步骤：将碱木质素溶水后加入过氧化氢反应得到脱甲氧基木质素反应液；将苯胺或苯胺衍生物和亚硝酸钠反应得到重氮盐反应液；将上述反应液混合反应；加稀硫酸沉淀、洗涤、干燥，得到木质素基偶氮聚合物并溶解于有机溶剂，加入水改变微相环境得到木质素偶氮聚合物胶体球；将木质素偶氮聚合物胶体球在惰性气体保护下煅烧，冷却后得到氮掺杂碳球。本发明制得的木质素偶氮聚合物胶体球炭化可以得到结构均一的多孔氮掺杂碳球，应用于锂离子电池负极活性材料时表现出优良的首次库伦效率和长期循环稳定性，是绿色可再生的纳米电极材料。

主权项

一种以木质素为原料氮掺杂碳球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将1～40重量份碱木质素溶于50～3000重量份水中，调节溶液pH为8～12，在10～100℃下加入0.1～10重量份过氧化氢，密封搅拌1～5小时得到脱甲氧基木质素反应液；(2)将0.1～10重量份苯胺或苯胺衍生物，溶于5～2000重量份水中，加入0.1～20重量份无机酸并调节pH为1～3，在0～5℃反应10～40分钟后，加入0.1～10重量份亚硝酸钠，在0～5℃反应1～5小时，得到重氮盐反应液；(3)将步骤(1)和步骤(2)中得到的反应液混合，调节pH为8～12，在0～5℃下搅拌反应1～5小时，加无机酸至pH为1～3，沉淀、洗涤、干燥后得到木质素偶氮聚合物；取1～20重量份木质素偶氮聚合物，加入到100～2000重量份有机溶剂中形成木质素偶氮聚合物有机溶液，加入150～1000重量份水，在常温常压下混合搅拌，形成纳米胶体球，旋转蒸发除去有机溶剂和水，干燥后放入真空管式炉中在300～1200℃、惰性气体保护下煅烧2～10小时，冷却后得到以木质素为原料氮掺杂碳球。