[發(fā)明專利]三維多孔碳材料、三維多孔摻氮碳材料、其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810001773.X | 申請日： | 2018-01-02 |
| 公開（公告）號： | CN108083261B | 公開（公告）日： | 2019-12-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 黃富強;王鵬;趙偉 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所 |
| 主分類號： | C01B32/184 | 分類號： | C01B32/184;C01B32/05;H01G11/32;H01G11/26;H01M4/583;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 31261 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) | 代理人： | 曹芳玲;熊子君 |
| 地址： | 200050 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 三維多孔 碳材料 制備方法和應(yīng)用 有機碳源 前驅(qū)體 摻氮 超級電容器 對苯二甲醛 熱處理 導(dǎo)電性能 對苯二胺 合適材料 氣相碳源 水熱反應(yīng) 有機溶劑 保護氣 微孔 制備 | ||
1.一種制備三維多孔碳材料的方法，其特征在于，包括以下步驟：
（1）將對苯二胺與對苯二甲醛均勻分散到有機溶劑中，在60～150℃水熱反應(yīng)1～15小時，得到有機碳源的前驅(qū)體，其中，對苯二胺與對苯二甲醛的摩爾比為1：（1～10），對苯二胺與對苯二甲醛的總質(zhì)量和有機溶劑的質(zhì)量比為（1～20）：（10～50）；
（2）將所得有機碳源的前驅(qū)體置于含有氣相碳源和保護氣的氣氛中，在600～1000℃下熱處理0.5～6小時，得到三維多孔碳材料；
所述三維多孔碳材料微孔可調(diào)，其三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)孔徑主要分布在0.5～2nm的微孔范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述有機溶劑選自甲醇、乙醇和丙醇中的至少一種，對苯二胺與對苯二甲醛的總質(zhì)量和有機溶劑的質(zhì)量比為（5～10）：（20～30）。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣相碳源選自甲烷、乙炔、乙烯、乙烷、丙烷和丙烯中的至少一種；所述保護氣選自氬氣、氮氣和氦氣中的至少一種；氣相碳源的流量為100 sccm以下，保護氣的流量為10～600 sccm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，氣相碳源的流量為10～50 sccm；保護氣的流量為50～500sccm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2）中，進行所述熱處理時，還導(dǎo)入其他有機氮源和/或可引入其他雜原子的摻雜源；所述其他有機氮源為三聚氰胺，所述其他雜原子選自P、O、S、B中的至少一種；所述摻雜源選自噻吩、吡咯、硼烷、氧化硼、五氧化磷、氯化磷和硼酸中的至少一種， 摻雜原子的摩爾量之和低于所述三維多孔碳材料中的碳原子總摩爾量的20%。
6.一種制備三維多孔摻氮碳材料的方法，其特征在于，將權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法制備的三維多孔碳材料置于含有氣相氮源和保護氣的氣氛中，在600～900℃下熱處理0.5～6小時，得到三維多孔摻氮碳材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述氣相氮源為氨氣；所述保護氣選自氬氣、氮氣和氦氣中的至少一種；氣相氮源的流量為100 sccm以下；保護氣的流量為10～600sccm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，氣相氮源的流量為30～90 sccm；保護氣的流量為50～500sccm。
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