邻苯二甲酰亚胺的用途：制备氮掺杂碳材料

煤炭、石油等化石类能源是当今的主要能源形式，其消耗形成大量的二氧化碳，导致大气层中二氧化碳浓度的持续上升。使用多孔碳材料对二氧化碳进行吸附捕集是另一种非常具有潜力的方法，其中氮掺杂碳材料应用于二氧化碳吸附具有特殊的优势。本文将介绍一种以邻苯二甲酰亚胺钾制备高比表面积氮掺杂碳材料的方法^[1]。

氮掺杂碳材料

氮掺杂碳材料应用于二氧化碳吸附具有特殊的优势，主要是由于氮掺杂可以在碳材料中形成碱性吸附位，可以选择性的吸附二氧化碳，增强吸附时与二氧化碳分子之间的相互作用。氮掺杂多孔碳材料一般通过以下两种方法制备：一是使用含氮有机物作为原材料直接进行碳化或者活化处理；二是使用氨气、尿素等含氮化合物与碳在高温下进行反应完成氮掺杂。其中第二种制备方法具有更好的通用性，但是第一种方法对制备工艺与设备的要求更简单。

多孔碳材料最常用的制备方法为活化法，一般的工艺流程是将原材料进行碳化后，再使用磷酸、氢氧化钾、水蒸汽等进行化学活化或者物理活化处理。但是这些制备方法都需要使用特定的物质作为活化剂，工艺更为繁杂且活化剂也会形成额外的成本。选择合适的材料作为制备原料，简化制备工艺、节约生产成本仍然是制备多孔碳材料需要重点考虑的问题。

制备方法

为了改善以上问题，专利 CN110734049A 公开了一种以邻苯二甲酰亚胺钾制备高比表面积氮掺杂碳材料的方法：

将邻苯二甲酰亚胺钾在高温进行碳化处理，碳化产物加入盐酸进行处理，酸洗后的产物，再使用去离子水反复洗涤，干燥后得到氮掺杂多孔碳材料。本发明利用其中所含有的钾元素形成原位活化作用，不需使用活化剂，经过一步反应形成发达的多孔结构，碳材料的比表面积可达到2000m2/g以上；同时利用邻苯二甲酰亚胺钾中含有的氮元素，实现对碳材料的氮掺杂；所制备的氮掺杂碳材料具有高比表面积与高孔隙率，对二氧化碳显示了良好的吸附特性。

参考文献

[1] 一种以邻苯二甲酰亚胺钾制备高比表面积氮掺杂碳材料的方法. Patent No. CN110734049A