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申请/专利权人：浙江大学

摘要：本发明公开了一种杂原子掺杂生物炭的制备方法：将1份碳源材料、1‑6份活化剂以及0.5‑1.5份杂原子掺杂剂置于研磨器中物理研磨充分混合；将混合物在保护气环境下加热到600‑1000℃并保持45‑90min；自然降温，将碳化后的黑色物质用去离子水在常温下搅拌10‑20小时；将固体物质用去离子水反复洗涤至溶液呈中性；洗涤后的材料置于烘箱中干燥即得杂原子掺杂生物炭。杂原子掺杂剂选用硼原子、磷原子、硫原子掺杂剂可分别制备对应的硼掺杂、磷掺杂及硫掺杂生物炭，该生物炭的具体掺杂形态为单体，所述制备采用一步热解法，全程无酸碱溶剂参与，工艺简单，环境友好，且所制备的杂原子掺杂生物炭不仅富含大量的超微孔结构，还具有丰富的表面官能团，可以实现烟气CO2高性能吸附。

主权项：1.一种杂原子掺杂生物炭在CO2捕集方面的应用，其特征在于，包括如下步骤：（1）杂原子掺杂生物炭定向设计：构建不同杂原子形态掺杂的生物炭分子模型，采用DFT计算不同生物炭模型上的CO2吸附能、N2吸附能和CO2N2理论选择性；根据CO2吸附能及理论选择性的大小筛选出合适的具体掺杂形态；（2）筛选结果验证：根据DFT计算筛选出的具体掺杂形态为单体，构建纳米级多孔材料模型，采用GCMC模拟不同纳米级多孔材料模型上的CO2吸附等温线等性能数据，进一步验证DFT计算筛选的结果；（3）一步热解法定向制备杂原子掺杂生物炭；方法如下：S1、将1份碳源材料、1-6份活化剂以及0.5-1.5份杂原子掺杂剂置于研磨器中物理研磨充分混合；S2、将混合物在保护气环境下加热到600-1000℃并保持45-90min；S3、步骤S2完成后自然降温，将碳化后的黑色物质用去离子水在常温下搅拌10-20小时；S4、步骤S3完成后将固体物质用去离子水反复洗涤至溶液呈中性；S5、洗涤后的材料置于烘箱中干燥即得杂原子掺杂生物炭；所述杂原子掺杂剂为硼原子掺杂剂、磷原子掺杂剂、硫原子掺杂剂中的一种；所述硼原子掺杂剂为硼酸盐：偏硼酸钾、硼酸钾、偏硼酸钠、硼酸钠、偏硼酸钙、硼酸钙、硼酸镁中的一种；所述磷原子掺杂剂为磷酸盐：磷酸三钾、磷酸二氢钾、磷酸氢钾、磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢钠、磷酸镁、磷酸二氢镁、磷酸氢镁中的一种；所述硫原子掺杂剂为硫酸盐：硫酸钾、硫酸钠、硫酸钙、硫酸镁中的一种。

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百度查询： 浙江大学 一种杂原子掺杂生物炭的制备方法及应用