[發明專利]一種高比表面積碳氣凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201710238793.4
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN107032319B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 許躍龍;劉振法;閆美芳;王莎莎
• 申請（專利權）人: 河北省科學院能源研究所
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 張曉龍

1.一種碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述碳氣凝膠具備如下參數：比表面積716～1071 m²/g，孔徑分布7.59～9.02 nm，孔容0.22～0.32 cm³/g，比電容108～175 F/g，具體包括如下步驟：

（1）有機濕凝膠制備：多羥基苯與甲醛按照物質的量之比為1:2混合，加入去離子水配制成質量分數為35～40%的反應液，加入表面活性劑4-羥基苯磺酸鈉，所述4-羥基苯磺酸鈉與所述多羥基苯的摩爾比為1: 25～100，加入抗壞血酸，所述抗壞血酸與所述多羥基苯的摩爾比為1:50，最后再加入無水碳酸鈉，所述無水碳酸鈉與所述多羥基苯的摩爾比為1:500，將反應液混合均勻后密封，保溫60℃充分反應1天，制得濕凝膠；

（2）溶劑置換：將步驟（1）制備的多羥基苯-甲醛濕凝膠浸泡于有機溶液中進行溶劑置換，每隔24小時更換一次有機溶劑，期間更換3～5次；

（3）常壓干燥：在常溫常壓下，待有機溶劑自然揮發完全后，即制得干燥的有機氣凝膠；

（4）高溫炭化：將步驟（3）制備的干燥的有機氣凝膠在抽真空條件下炭化，在炭化過程中以15～40mL/min的速率不斷通入惰性保護氣，先從室溫以1.2～1.8℃/min的速率升溫至280～320℃，然后以2～2.2℃/min速率升溫到880～920℃后保持3～5個小時，再緩慢降至室溫，即制得碳氣凝膠；

所述步驟（1）所述多羥基苯為摩爾比為7:1的間苯二酚與間苯三酚的混合物。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中的反應液混合均勻是通過超聲波將反應液混合均勻。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中的有機溶劑為丙酮。