【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化材料，具体涉及一种镍基氮掺杂碳材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、我国co2排放量高达105亿吨/年，居世界首位，从产业与能源结构角度来看，电力行业是我国最主要的碳排放领域。在目前典型的碳捕集装置中，燃烧后co2捕集工艺应用最为广泛，技术最为成熟。该碳捕集技术多以醇胺等作为化学吸收剂，在燃煤烟气的排放末端对气体中的co2进行分离，具有吸收速率快、吸收容量大、能够处理大规模工业烟气等技术优势。醇胺溶液吸收co2至饱和后，会生成稳定的吸收产物氨基甲酸盐(meacoo-)以及质子化的胺(meah+)，此类吸收产物非常稳定，因此为了实现醇胺的重复使用以降低碳捕集的运行成本，就必须将co2从饱和的醇胺溶液中再释放。然而，吸收产物meacoo-非常稳定，需要输入大量的高品味蒸汽才能实现吸收剂的高效再生，导致饱和胺吸收液的解吸能耗高达3.6～4.0gj/t co2，碳捕集的运行成本高达400～600元/t co2。因此，开发先进的低能耗co2解吸技术是醇胺溶液作为吸收剂的碳捕集技术亟待解决的瓶颈问题。
2、饱和醇胺吸收剂再生所需的热能占整个碳捕集工艺能耗的70％以上。为了降低饱和胺溶液的再生热负荷，最为简便、经济的方法是通过固体酸催化剂来加速co2的解吸再生速率，该方法有望减少再生能耗，减缓胺溶液的降解和设备腐蚀，促使co2捕集装置的运行成本大幅度降低。
3、根据文献报道，一般用于催化co2解吸的固体酸催化剂主要分为四类：金属氧化物类、硫酸化金属氧化物类、分子筛类以及复合型固体酸催化剂。此类催化剂
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种镍基氮掺杂碳材料及其制备方法和应用，本专利技术制备的镍基氮掺杂碳材料催化剂活性高、对高温、强碱环境的耐受性强，能够提高催化剂的运行寿命。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种镍基氮掺杂碳材料的制备方法，包括以下步骤：
4、将含氮的碳源、镍源和水混合，固液分离后，得到复合体；
5、将所述复合体进行煅烧，得到镍基氮掺杂碳材料。
6、优选地，所述含氮的碳源包括含氮的有机聚合物。
7、优选地，所述含氮的碳源包括2,4,6-三甲酰基间苯三酚和4-硝基-1,3-苯二胺形成的产物、均苯三甲醛和间苯二胺形成的产物或三聚氰胺和三聚氰酸形成的产物。
8、优选地，所述镍源为镍盐。
9、优选地，所述煅烧的温度为500～700℃，保温时间为2～4h。
10、优选地，所述煅烧在保护气氛下进行。
11、本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的镍基氮掺杂碳材料。
12、本专利技术提供了上述技术方案所述镍基氮掺杂碳材料在催化领域的应用。
13、本专利技术提供了上述技术方案所述镍基氮掺杂碳材料在催化二氧化碳解吸中的应用。
14、优选地，所述解吸的温度为90～110℃。
15、本专利技术制备的镍基氮掺杂碳材料具有规整的氮掺杂碳层结构，与镍形成了稳定的酸性位点(包括酸和lewis酸，即b酸与l酸)。另外，镍基氮掺杂碳材料表面的氮原子与镍形成的三配位、四配位结构还能增强催化剂的稳定性，提高其对高温、碱性等苛刻环境的耐受性，经过测试可知在解吸运行多次后，溶液中残留的镍元素是痕量的。
16、本专利技术通过碳层表面高度分散的氮原子与镍形成稳定的配位结构，在90℃条件下，实现了优异的催化co2解吸性能，最高co2解吸速率为24.69mmol/min，是空白条件下最高co2解吸速率的285.76％，且30分钟内的co2解吸量高达343.51mmol。
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1.一种镍基氮掺杂碳材料的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含氮的碳源包括含氮的有机聚合物。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含氮的碳源包括2,4,6-三甲酰基间苯三酚和4-硝基-1,3-苯二胺形成的产物、均苯三甲醛和间苯二胺形成的产物或三聚氰胺和三聚氰酸形成的产物。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述镍源为镍盐。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为500～700℃，保温时间为2～4h。
6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧在保护气氛下进行。
7.权利要求1～6任一项所述制备方法制备得到的镍基氮掺杂碳材料。
8.权利要求7所述镍基氮掺杂碳材料在催化领域的应用。
9.权利要求7所述镍基氮掺杂碳材料在催化二氧化碳解吸中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述解吸的温度为90～110℃。
【技术特征摘要】
1.一种镍基氮掺杂碳材料的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含氮的碳源包括含氮的有机聚合物。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含氮的碳源包括2,4,6-三甲酰基间苯三酚和4-硝基-1,3-苯二胺形成的产物、均苯三甲醛和间苯二胺形成的产物或三聚氰胺和三聚氰酸形成的产物。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述镍源为镍盐。
5.根据权利要求1所述的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪黎东，李雨宸，黄新我，蒋泽原，姜鸿起，景强，陈阿小，曹靖一，代雅雯，史文矜，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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