[發明專利]多孔碳電極材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200810034934.1
• 申請日: 2008-03-21
• 公開（公告）號: CN101299397A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 高秋明;夏開勝
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: H01G9/042
• 分類號: H01G9/042;H01G9/058;H01G13/00;C01B31/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.多孔碳電極材料的制備方法，其特征在于包括下述步驟：

(1)制備碳前驅物溶液，碳前驅物溶液包括碳前驅物、無機酸添加劑和溶劑，碳前驅物的質量百分數為5～40％，無機酸添加劑的質量百分數為0.1～5％；選用的碳前驅物包括蔗糖、糠醇或聚丙烯腈，選用的無機酸添加劑包括硫酸或草酸，選用的溶劑包括水、三甲苯或乙醇；

(2)將介孔氧化硅浸入到的碳前驅物溶液中，攪拌直到碳前驅物溶液充分浸入到介孔氧化硅模板的孔道中，然后在50～200℃下處理6～36小時一次或多次，模板與碳前驅物溶液的質量比為0.05～0.5∶1；

(3)將步驟(2)得到的產物在惰性氣氛下碳化，碳化溫度為600～1200℃，恒溫時間為2～10小時；

(4)將步驟(3)得到的產物加入到質量比為2～20％的氫氟酸或2～30％的強堿性溶液中，攪拌6～24小時，然后過濾分離并洗滌，干燥后得到多孔碳材料；

(5)將步驟(4)制備好的多孔碳材料在惰性氣氛或真空條件下升溫至500～1200℃，然后將氣氛換為CO₂，控制CO₂氣體流量為10～200毫升/分鐘，恒溫0.1～10小時后，再次換為惰性氣氛或真空，自然冷卻。

2.按權利要求1所述的多孔碳電極材料的制備方法，其特征在于介孔氧化硅為SBA-15、MCM-41、MCM-48、SBA-16、FDU-5或KIT-6介孔氧化硅材料。

3.按權利要求1所述的多孔碳電極材料的制備方法，其特征在于所述的升溫的升溫速率為2～10℃/分鐘。

4.多孔碳電極材料的制備方法，其特征在于包括下述步驟：

(1)制備碳前驅物溶液，碳前驅物溶液包括碳前驅物、無機酸添加劑和溶劑，碳前驅物的質量百分數為5～40％，無機酸添加劑的質量百分數為0.1～5％；選用的碳前驅物包括蔗糖、糠醇或聚丙烯腈，選用的無機酸添加劑包括硫酸或草酸，選用的溶劑包括水、三甲苯或乙醇；

(2)將介孔氧化硅浸入到的碳前驅物溶液中，攪拌直到碳前驅物溶液充分浸入到介孔氧化硅模板的孔道中，然后在50～200℃下處理6～36小時一次或多次，模板與碳前驅物溶液的質量比為0.05～0.5∶1；

(3)重復上述步驟(2)兩次以上，

(4)將步驟(3)得到的產物在惰性氣氛下碳化，碳化溫度為600～1200℃，恒溫時間為2～10小時；

(5)將步驟(4)得到的產物加入到質量比為2～20％的氫氟酸或2～30％的強堿性溶液中，攪拌6～24小時，然后過濾分離并洗滌，干燥后得到多孔碳材料；

(6)將步驟(5)制備好的多孔碳材料在惰性氣氛或真空條件下升溫至500～1200℃，然后將氣氛換為CO₂，控制CO₂氣體流量為10～200毫升/分鐘，恒溫0.1～10小時后，再次換為惰性氣氛或真空，自然冷卻。

5.按權利要求4所述的多孔碳電極材料的制備方法，其特征在于介孔氧化硅為SBA-15、MCM-41、MCM-48、SBA-16、FDU-5或KIT-6介孔氧化硅材料。

6.按權利要求4所述的多孔碳電極材料的制備方法，其特征在于所述的升溫的升溫速率為2～10℃/分鐘。