[發明專利]一種含氧多孔碳氣凝膠的制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910604246.2
• 申請日: 2019-07-05
• 公開（公告）號: CN110143582B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 王莎莎;許躍龍;翟作昭;張利輝;劉振法
• 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;H01G11/24;H01G11/32;H01G11/34;H01G11/44
• 代理公司: 石家莊德皓專利代理事務所(普通合伙) 13129
• 代理人: 劉磊娜

1.一種含氧多孔碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，其包括如下步驟：

（1）基礎多孔碳氣凝膠的制備

將多羥基苯與甲醛按照摩爾比為1:2混合，加入去離子水配制成質量分數為35~45%的反應液，將反應液混合均勻后密封，保溫40~60℃充分反應12~18個小時，制得間苯二酚-間苯三酚-甲醛有機濕凝膠，經冷凍干燥，得到有機氣凝膠，再經高溫炭化得到基礎多孔碳氣凝膠；

所述多羥基苯為間苯三酚和間苯二酚的混合物；

（2）再造孔

將多孔碳氣凝膠材料按照0.2~0.3mg/ml的濃度分散在H₂O₂和FeCl₃的水溶液里，H₂O₂的FeCl₃摩爾比為1:1~1:4，攪拌混勻，使用 NaOH水溶液調節pH至2~4，然后采用低溫等離子體處理，溫度為75~85℃，壓力為25~35Pa，功率為20~45W，處理時間為1~5min，反應結束后，使用混合纖維素濾膜抽濾并用大量去離子水沖洗至中性，收集粉末，干燥、研磨即得。

2.根據權利要求1所述的一種含氧多孔碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述多羥基苯為摩爾比為7:1的間苯三酚和間苯二酚的混合物。

3.根據權利要求1所述的一種含氧多孔碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述高溫炭化為抽真空條件下炭化，在炭化過程中以10~30mL/min的速率不斷通入保護氣，從室溫以2.5~3.2℃/min速率升溫到900±10℃后保持2~4個小時，再緩慢降至室溫，即制得黑色的碳氣凝膠。

4.根據權利要求1所述的一種含氧多孔碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述H₂O₂的水溶液為0.8~1.2mmol/L。

5.根據權利要求1所述的一種含氧多孔碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述NaOH水溶液的濃度為0.5-3mol/L。

6.根據權利要求1所述的一種含氧多孔碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述低溫等離子體處理，溫度為80℃，壓力為30Pa，功率40W，處理時間為3min。

7.一種根據權利要求1-6任一項所述的制備方法獲得的多孔碳氣凝膠作為電極材料的應用。

8.根據權利要求7所述的應用， 為在超級電容器中的應用。