1.一种利用头发基制备分级多孔碳材料的方法,其特征在于,具体制备步骤如下:步骤1、称取头发置于去离子水中浸泡10min-20min后,使用超声波清洗器超声1h-3h;
步骤2、继续使用去离子水洗涤头发3-5次后,将头发置于干燥箱中干燥1h-5h;
步骤3、将步骤2中干燥过的头发置于清洗液中,并使用超声波清洗器超声30min-60min后置于干燥箱中干燥1h-4h,再将干燥后的头发剪成长度不大于1cm的小段;
步骤4、将步骤3中剪成小段的头发置于充满保护气的管式炉中,进行低温预碳化,待低温预碳化后的头发冷却至室温,研磨成粉末,得到预碳化粉末;
步骤5、将预碳化粉末与氢氧化钾混合,然后加入去离子水,搅拌下使预碳化粉与氢氧化钾溶解均匀后,静置30min,得到混合溶液A;
步骤6、将混合溶液A置于油浴锅中边加热边搅拌使混合溶液A蒸干成粘稠状固体B,再将粘稠状固体B置于干燥箱中干燥,接着将干燥后的粘稠状固体B研磨成粉末,得到粉末C;
步骤7、将粉末C置于充满保护气的管式炉中,进行高温碳化,待高温碳化后的粉末C冷却至室温,进一步研磨,得到粉末D;
步骤8、使用盐酸溶液洗涤步骤7中得到的粉末D直至洗涤后的滤液呈中性,然后再用去离子水洗涤粉末3-5次,在将粉末D置于干燥箱中干燥,得到分级多孔碳材料。
2.根据权利要求1所述的一种利用头发基制备分级多孔碳材料的方法,其特征在于,所述步骤2中干燥箱的干燥温度为60℃-80℃。
3.根据权利要求1所述的一种利用头发基制备分级多孔碳材料的方法,其特征在于,所述步骤3中的清洗液为丙酮、乙醇、乙醚或苯中的任一种;所述干燥箱的干燥温度为60℃-90℃。
4.根据权利要求1所述的一种利用头发基制备分级多孔碳材料的方法,其特征在于,所述步骤4中管式炉的升温速率为2℃/min-10℃/min,低温预碳化的温度为300℃-500℃,低温预碳化保温时间为1h-3h;所述保护气为氮气或氩气中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种利用头发基制备分级多孔碳材料的方法,其特征在于,所述步骤5中预碳化粉末与氢氧化钾的质量比为1:2-5;所述去离子水的质量为固体氢氧化钾质量的10倍;所述搅拌方式为磁力搅拌,搅拌时间为30min-120min。
6.根据权利要求1所述的一种利用头发基制备分级多孔碳材料的方法,其特征在于,所述步骤6中的油浴锅加热温度为90℃-110℃,干燥箱的干燥温度为80℃-90℃,干燥时间为
12h-24h。
7.根据权利要求1所述的一种利用头发基制备分级多孔碳材料的方法,其特征在于,所述步骤7中管式炉的升温速率为2℃/min-10℃/min;所述高温碳化温度为600-900℃,高温碳化保温时间为1h-5h;所述保护气为氮气或氩气中的任一种。
8.根据权利要求1所述的一种利用头发基制备分级多孔碳材料的方法,其特征在于,所述步骤8中盐酸溶液的浓度0.1mol/L-0.5mol/L,所述干燥箱的干燥温度为80-100℃,干燥时间为12h-24h。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种利用头发基制备分级多孔碳材料的方法,其特征在于,所述头发是未经染色处理的头发。