[發(fā)明專利]多孔碳材材料及其制作方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110195100.0
• 申請(qǐng)日: 2011-07-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102674313A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林弘萍;林有銘;蔡協(xié)和;陳立基
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): C01B31/02
• 分類號(hào): C01B31/02;C01B31/00
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國(guó)

1.一種多孔碳材材料的制作方法，包括：

使一表面活性劑與一碳源材料溶于一溶劑中，以形成一有機(jī)物模板前驅(qū)物溶液；

配制一硅酸鹽水溶液；

將該有機(jī)物模板前驅(qū)物溶液倒入該硅酸鹽水溶液中，以析出一中間產(chǎn)物，該中間產(chǎn)物包含該表面活性劑、該碳源材料與一氧化硅模板；

對(duì)該中間產(chǎn)物進(jìn)行一加熱制程，以使該中間產(chǎn)物碳化；以及

移除該氧化硅模板，以形成一多孔碳材材料。

2.如權(quán)利要求1所述的多孔碳材材料的制作方法，其中該溶劑為水、醇類、或前述的組合。

3.如權(quán)利要求2所述的多孔碳材材料的制作方法，其中該溶劑為乙醇、或水和乙醇的組合。

4.如權(quán)利要求1所述的多孔碳材材料的制作方法，其中該硅酸鹽水溶液的pH值為2～7。

5.如權(quán)利要求1所述的多孔碳材材料的制作方法，其中該硅酸鹽水溶液的pH值小于2。

6.如權(quán)利要求1所述的多孔碳材材料的制作方法，其中該硅酸鹽水溶液的pH值大于7。

7.如權(quán)利要求1所述的多孔碳材材料的制作方法，其中該溶劑為水，且該有機(jī)物模板前驅(qū)物溶液呈酸性，該硅酸鹽水溶液呈堿性，將該有機(jī)物模板前驅(qū)物溶液倒入該硅酸鹽水溶液中，以析出該中間產(chǎn)物的方法包括：

將酸性的該有機(jī)物模板前驅(qū)物溶液倒入堿性的該硅酸鹽水溶液中，以形成一混合溶液；以及

將該混合溶液的pH值調(diào)成為10。

8.如權(quán)利要求1所述的多孔碳材材料的制作方法，其中配制該硅酸鹽水溶液的方法包括：

將一硅酸鹽溶于水中，以形成該硅酸鹽水溶液；

將該硅酸鹽水溶液調(diào)整至一預(yù)反應(yīng)的pH值；以及

使該硅酸鹽水溶液達(dá)到一設(shè)定溫度，該設(shè)定溫度為1℃～99℃。

9.如權(quán)利要求1所述的多孔碳材材料的制作方法，其中該表面活性劑的材質(zhì)為明膠、環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷三嵌段共聚物、聚乙二醇、或前述的組合。

10.如權(quán)利要求1所述的多孔碳材材料的制作方法，其中該碳源材料的材質(zhì)為酚醛樹(shù)脂、經(jīng)交聯(lián)及非交聯(lián)聚丙烯腈共聚物、磺化的交聯(lián)聚苯乙烯共聚物、經(jīng)改質(zhì)的交聯(lián)聚苯乙烯共聚物、交聯(lián)的蔗糖、聚糠醇、聚氯乙烯、或前述的組合。

11.如權(quán)利要求1所述的多孔碳材材料的制作方法，其中該加熱制程包括在750℃～850℃下對(duì)該中間產(chǎn)物加熱1小時(shí)～3小時(shí)。

12.如權(quán)利要求1所述的多孔碳材材料的制作方法，其中移除該氧化硅模板的步驟包括：

以一強(qiáng)酸溶液或強(qiáng)堿溶液移除該氧化硅模板。

13.一種多孔碳材材料，包括：

一多孔碳結(jié)構(gòu)，具有多個(gè)大孔洞、多個(gè)中孔洞與多個(gè)微孔洞，其中各該大孔洞的孔徑大于50納米，各該中孔洞的孔徑為2納米～50納米，各該微孔洞的孔徑小于2納米，該多孔碳結(jié)構(gòu)的比表面積為700～3000平方米每克，以該多孔碳結(jié)構(gòu)的比表面積為基準(zhǔn)，所述大孔洞的比表面積的分布比例為10～35％，所述中孔洞的比表面積的分布比例為25～40％，所述微孔洞的比表面積的分布比例為30～60％。

14.如權(quán)利要求13所述的多孔碳材材料，其中該多孔碳結(jié)構(gòu)的比表面積為1200～2500平方米每克。

15.如權(quán)利要求14所述的多孔碳材材料，其中以該多孔碳結(jié)構(gòu)的比表面積為基準(zhǔn)，所述大孔洞的比表面積的分布比例為15～29％，所述中孔洞的比表面積的分布比例為30～36％，所述微孔洞的比表面積的分布比例為37～54％。