【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多级孔碳制备的，尤其涉及一种多级孔碳材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、根据国际纯粹和应用化学联合会(iupac)的定义，多孔材料的尺寸可根据孔径的大小分为以下几种：微孔材料(孔径<2nm)、介孔材料(孔径为2～50nm)、大孔材料(孔径>50nm)。多孔材料中的多级孔碳材料是一种具有多个层次孔结构的碳材料，其独特的孔结构和物理化学性质，使其在催化、吸附、能源和环境等方面具有广泛的应用潜力。
2、多级孔碳材料具有高表面积和可调节的孔径分布，可以提供更多的反应活性位点和较好的质量传递性能，因此可用作催化剂的载体，但采用多级孔碳材料作为木质素降解的催化剂载体时，由于高聚合度的木质素大分子首先发生连续的支链键断裂，得到低聚合度的碎片分子，再通过深度降解得到单体分子，反应过程中木质素分子量以及分子尺寸的变化非常显著，所以采用的多级孔碳材料内需要具有符合木质素分子降解过程中不同分子尺寸的大孔、介孔和微孔；而当采用多级孔碳材料作为气体吸附材料时，多级孔碳材料内需要具有合理分布的用于吸附小分子气体的微孔、用于传输扩散气体的介孔和有利于快速进出气体的大孔。
3、目前通常采用活化法来制备多级孔碳材料，但采用活化法制得的多级孔碳材料孔道较小，含有大量的微孔或较小的介孔，不能同时具备微孔、介孔和大孔，孔径分布无法满足特定应用场景的需求。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种多级孔碳材料及其制备方法和应用，解决了现有多级孔碳材料的制备方法制得的多级孔
2、本专利技术第一方面提供了一种多级孔碳材料的制备方法，包括：
3、步骤s1、将无水乙醇、去离子水及氨水混合后密封搅拌，得到第一混合液体；
4、步骤s2、将正硅酸乙酯倒入所述第一混合液体中密封搅拌，得到第二混合液体；
5、步骤s3、对所述第二混合液体进行干燥处理，将干燥后得到的第一固体产物碾磨为颗粒粉状，得到硅球模板；
6、步骤s4、将所述硅球模板与去离子水混合，密封超声分散后得到第三混合液体；
7、步骤s5、对所述第三混合液体进行干燥处理和煅烧处理，将煅烧后得到的第二固体产物放入碳源溶液中，使碳源溶液充分浸渍所述第二固体产物，得到第三固体产物；
8、步骤s6、对所述第三固体产物进行干燥处理、煅烧处理及碳化处理，得到碳负载硅球；
9、步骤s7、将所述碳负载硅球放入氢氧化钠溶液中浸泡，浸泡后采用去离子水进行清洗后进行烘干处理，得到多级孔碳材料。
10、可选地，所述步骤s1中氨水的浓度为25％，所述步骤s1和所述步骤s2中无水乙醇、去离子水、氨水以及正硅酸乙酯的体积比为380：90：(22.5～30)：30。
11、可选地，所述步骤s4中硅球模板和去离子水的重量比为1：3。
12、可选地，所述密封超声分散前还包括：
13、加入含30％所述硅球模板的硅溶胶；
14、所述硅溶胶与所述去离子水的重量比为3.34：6。
15、可选地，所述碳源溶液的制备步骤包括：
16、将蔗糖溶解于去离子水后加入浓硫酸，得到碳源溶液；
17、蔗糖、去离子水和浓硫酸的重量比为5：5：1。
18、可选地，所述碳源溶液的制备步骤包括：
19、将葡萄糖溶解于去离子水中，得到碳源溶液；
20、葡萄糖和去离子水的重量比为1：1。
21、可选地，所述步骤s7后还包括：
22、将所述多级孔碳材料放入氢氧化钠溶液使其完全浸润后，进行干燥处理，得到第四固体产物；
23、对所述第四固体产物进行活化处理、清洗处理和干燥处理，得到碱活化多级孔碳材料。
24、本专利技术第二方面提供了一种多级孔碳材料，由上述任一项所述的制备方法制备而成。
25、本专利技术第三方面提供了以上任一项所述的多级孔碳材料在木质素降解中的应用。
26、本专利技术第四方面提供了以上任一项所述的多级孔碳材料在可逆高温燃料电池系统中的应用。
27、从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：
28、本专利技术提供了一种多级孔碳材料及其制备方法和应用，其中制备方法包括采用无水乙醇、去离子水、氨水及正硅酸乙酯制备硅球模板，采用硅球模板和碳源溶液制备多级孔碳材料，整体制备工艺简单，原材料易寻找，成本低廉，且合成的多级孔碳材料同时具备微孔、介孔、大孔，适合用作木质素降解的催化剂载体或可逆高温燃料电池系统的气体吸附材料。
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1.一种多级孔碳材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中氨水的浓度为25％，所述步骤S1和所述步骤S2中无水乙醇、去离子水、氨水以及正硅酸乙酯的体积比为380：90：(22.5～30)：30。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中硅球模板和去离子水的重量比为1：3。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述密封超声分散前还包括：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳源溶液的制备步骤包括：
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳源溶液的制备步骤包括：
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S7后还包括：
8.一种多级孔碳材料，其特征在于，由如权利要求1至7任一项所述的制备方法制备而成。
9.如权利要求8所述的多级孔碳材料在木质素降解中的应用。
10.如权利要求8所述的多级孔碳材料在可逆高温燃料电池系统中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种多级孔碳材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中氨水的浓度为25％，所述步骤s1和所述步骤s2中无水乙醇、去离子水、氨水以及正硅酸乙酯的体积比为380：90：(22.5～30)：30。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中硅球模板和去离子水的重量比为1：3。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述密封超声分散前还包括：
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄青丹，莫文雄，刘智勇，李紫勇，黄慧红，宋浩永，王红斌，王勇，王婷延，韦凯晴，赵崇智，刘静，魏晓东，李东宇，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：
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