[發(fā)明專利]分級多孔碳材料及其制備方法

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• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112340731A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設計）人: 白翔;王婭婭;伊爾夏提·地里夏提;羅新澤;閆秀玲
• 申請（專利權）人: 伊犁師范大學
• 主分類號: C01B32/348
• 分類號: C01B32/348;C01B32/33
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 周星瑩;朱永慧

1.一種分級多孔碳材料，其特征在于按照下述方法制備得到：第一步，將所需量的中溫煤焦油與正己烷混合后超聲并磁力攪拌得到第一混合溶液，其中，每10g煤焦油中加入150ml正己烷；第二步，將第一混合溶液超聲并攪拌，待第一混合溶液冷卻至室溫后過濾，收集濾渣并烘干，得到脫油煤瀝青；第三步，將所需量脫油煤瀝青與四氫呋喃混合得到脫油煤煤焦油瀝青，其中，每10.5g脫油煤瀝青中加入30ml四氫呋喃；第四步，將脫油煤煤焦油瀝青、二氧化硅納米球和KOH按照質量比為1:1至2:1至3的比例混合均勻并超聲分散和磁力攪拌后烘干得到混合物；第五步，將混合物在惰性氣體氣氛下碳化，碳化后的混合物冷卻至室溫，與20%的氫氟酸混合并磁力攪拌，得到的第二混合溶液用蒸餾水洗至中性后干燥，得到分級多孔碳材料。

2.根據權利要求1所述的分級多孔碳材料，其特征在于第一步中和第二步中，超聲并攪拌時均采用磁力攪拌，溫度為50℃至55℃,超聲時間為30min至40min，磁力攪拌時間為15min至20min；或/和，第四步中，超聲分散時間為30min至40min，磁力攪拌時間為12h至14h；或/和，第五步中，磁力攪拌時間為12h至14h。

3.根據權利要求1或2所述的分級多孔碳材料，其特征在于第二步中，濾渣烘干溫度為80℃至85℃；或/和，第四步中，烘干溫度為80℃至85℃。

4.根據權利要求1或2或3所述的分級多孔碳材料，其特征在于第五步中，氮氣為惰性氣體，以5℃/min從室溫升到800℃至850℃并恒溫1h至1.5h進行碳化。

5.根據權利要求1或2或3或4所述的分級多孔碳材料，其特征在于第五步中，第二混合溶液干燥溫度為57℃至63℃，干燥時間為5h至7h。

6.一種分級多孔碳材料的制備方法，其特征在于按照下述方法進行：第一步，將所需量的中溫煤焦油與正己烷混合后超聲并磁力攪拌得到第一混合溶液，其中，每10g煤焦油中加入150ml正己烷；第二步，將第一混合溶液超聲并攪拌，待第一混合溶液冷卻至室溫后過濾，收集濾渣并烘干，得到脫油煤瀝青；第三步，將所需量脫油煤瀝青與四氫呋喃混合得到脫油煤煤焦油瀝青，其中，每10.5g脫油煤瀝青中加入30ml四氫呋喃；第四步，將脫油煤煤焦油瀝青、二氧化硅納米球和KOH按照質量比為1:1至2:1至3的比例混合均勻并超聲分散和磁力攪拌后烘干得到混合物；第五步，將混合物在惰性氣體氣氛下碳化，碳化后的混合物冷卻至室溫，與20%的氫氟酸混合并磁力攪拌，得到的第二混合溶液用蒸餾水洗至中性后干燥，得到分級多孔碳材料。

7.根據權利要求6所述的分級多孔碳材料的制備方法，其特征在于第一步中和第二步中，超聲并攪拌時均采用磁力攪拌，溫度為50℃至55℃,超聲時間為30min至40min，磁力攪拌時間為15min至20min；或/和，第四步中，超聲分散時間為30min至40min，磁力攪拌時間為12h至14h；或/和，第五步中，磁力攪拌時間為12h至14h。

8.根據權利要求6或7所述的分級多孔碳材料的制備方法，其特征在于第二步中，濾渣烘干溫度為80℃至85℃；或/和，第四步中，烘干溫度為80℃至85℃。

9.根據權利要求6或7或8所述的分級多孔碳材料的制備方法，其特征在于第五步中，氮氣為惰性氣體，以5℃/min從室溫升到800℃至850℃并恒溫1h至1.5h進行碳化。

10.根據權利要求6或7或8或9所述的分級多孔碳材料的制備方法，其特征在于第五步中，第二混合溶液干燥溫度為57℃至63℃，干燥時間為5h至7h。