[發(fā)明專(zhuān)利]有序中孔炭的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810184525.3
• 申請(qǐng)日: 2018-03-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108529588A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李思雨;王利娜;陳振宇;王非
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河南工程學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): C01B32/05
• 分類(lèi)號(hào): C01B32/05;H01G11/24;H01G11/44
• 代理公司: 河南科技通律師事務(wù)所 41123
• 代理人: 樊羿;張建東

本發(fā)明公開(kāi)了一種有序中孔炭的制備方法。所述制備方法包括以下步驟：將三聚氰胺與甲醛水溶液混合，之后，在70～90℃攪拌，形成密胺樹(shù)脂預(yù)聚體；將所述密胺樹(shù)脂預(yù)聚體溶于乙醇，配成溶液A；將F127（EO₁₀₆PO₇₀EO₁₀₆）溶于乙醇水溶液中，形成溶液B；將所述溶液B加入到所述溶液A中，攪拌均勻，靜置，之后進(jìn)行干燥，之后在保護(hù)氣氛下炭化，即得。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低，所制備的產(chǎn)品具有良好的充放電性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及碳材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有序中孔炭的制備方法。

背景技術(shù)

隨著環(huán)境問(wèn)題和能源危機(jī)的日益嚴(yán)重，超級(jí)電容器作為一種環(huán)境友好的可再生能源的儲(chǔ)能裝置而成為重點(diǎn)的研究對(duì)象。超級(jí)電容器的用途非常廣泛，如用作起重裝置里可以提供超大電流的電力平衡電源，車(chē)輛的牽引能源和啟動(dòng)電源，激光武器的脈沖能源，微小電流供電的后備電源，智能表、智能熱量表、智能電表（水表、煤氣表）的啟動(dòng)電源；小型充電產(chǎn)品中充電電池的替代電源以及LED發(fā)光器、語(yǔ)音IC、電動(dòng)玩具電動(dòng)機(jī)等小功率電器的驅(qū)動(dòng)電源等。

目前，用作超級(jí)電容器電極的材料的主要有導(dǎo)電聚合物、多孔炭材料以及過(guò)渡金屬氧化物等。傳統(tǒng)上常采用煤、瀝青等礦物質(zhì)原料來(lái)生產(chǎn)炭材料，此類(lèi)原料雖具有含碳量高的優(yōu)點(diǎn)，但是，礦物原料屬于不可再生的資源，大量使用會(huì)對(duì)生態(tài)平衡與穩(wěn)定造成毀滅性的破壞。

因此，有必要提供一種更佳的有序中孔炭的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種工藝簡(jiǎn)單、成本低、生態(tài)友好的有序中孔炭的制備方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

炭基超級(jí)電容器主要是通過(guò)電解液和電極界面形成靜雙電層（EDL）來(lái)儲(chǔ)存能量，此能量?jī)?chǔ)存過(guò)程除了與電極材料的比表面積有關(guān)外，還與材料表面的雜原子和官能團(tuán)有關(guān)，所述雜原子或官能團(tuán)不但能夠提高儲(chǔ)能孔洞中電解液離子的浸潤(rùn)性，增加電化學(xué)可及面，而且還可利用法拉第贗電容反應(yīng)來(lái)提高儲(chǔ)電容量。密胺樹(shù)脂，又被稱(chēng)為三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂，或蜜胺樹(shù)脂、蜜胺甲醛樹(shù)脂，是一種不熔的的熱固性樹(shù)脂，且其所用原料三聚氰胺分子中含有豐富的氮原子，因此，本發(fā)明經(jīng)長(zhǎng)期、大量的試驗(yàn)研究篩選出密胺樹(shù)脂作為制備中孔炭材料的炭源。

設(shè)計(jì)一種有序中孔炭的制備方法，包括以下步驟：

（1）將三聚氰胺、37%的甲醛、水按1～1.5g ：1～3mL ：4～6mL的量比混合，之后，在70～90 ℃進(jìn)行攪拌，形成密胺樹(shù)脂預(yù)聚體；

（2）按密胺樹(shù)脂預(yù)聚體：無(wú)水乙醇=1: 3～5的質(zhì)量比，將步驟（1）中所得密胺樹(shù)脂預(yù)聚體溶于無(wú)水乙醇，配成溶液A；

（3）按EO₁₀₆PO₇₀EO₁₀₆：所述密胺樹(shù)脂預(yù)聚體=1: 3～8的質(zhì)量比，將EO₁₀₆PO₇₀EO₁₀₆溶于乙醇水溶液中，形成溶液B；

（4）將步驟（3）中所述溶液B加入到步驟（2）中所述溶液A中，攪拌均勻，靜置，之后進(jìn)行干燥；

（5）將步驟（4）所得產(chǎn)物在惰性氣氛下炭化，即得；

優(yōu)選的，在所述步驟（4）中，靜置時(shí)間為6～12 h。

優(yōu)選的，在所述步驟（4）中，干燥溫度為100 ℃，干燥時(shí)間為24 h。

優(yōu)選的，在所述步驟（5）中，碳化溫度800～900 ℃。

優(yōu)選的，在所述步驟（5）中，碳化時(shí)間為2～4 h。

優(yōu)選的，在所述步驟（5）中，所述惰性氣氛為選自氨氣、氮?dú)狻錃狻鍤庵械闹辽僖环N。