[發明專利]一種醌@氮摻雜多微孔碳復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 202110432968.1
• 申請日: 2021-04-22
• 公開（公告）號: CN113206229A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 陳明亮;郭冰;王剛;蔡文浩
• 申請（專利權）人: 江蘇江南烯元石墨烯科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/60;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 常州市夏成專利事務所(普通合伙) 32233
• 代理人: 萬花

1.一種醌@氮摻雜多微孔碳復合材料的制備方法，其特征是，包含以下步驟：

步驟①、制備ZIF-8粉末：將2-甲基咪唑分散在甲醇中，滴入Zn(NO3)2?6H2O溶液，置于室溫下靜置后，甲醇離心洗滌多次并烘干，得到ZIF-8粉末；

步驟②、高溫碳化處理：將步驟①制備的ZIF-8粉末在惰性氣體氣氛下，進行高溫碳化處理，得到氮摻雜多微孔碳；

步驟③、將步驟②制得的氮摻雜多微孔碳和易升華羰基類有機活性分子進行球磨，之后加入反應釜高溫處理，采用升華熔融法合成醌@氮摻雜多微孔碳復合材料。

2.根據權利要求1所述的一種醌@氮摻雜多微孔碳復合材料的制備方法，其特征是，所述步驟①的具體方法為，通過超聲分散將2-甲基咪唑分散在甲醇中，滴入Zn(NO3)2?6H2O溶液，室溫靜置時間為24~72 h，在1000～4000 Pa的真空條件下，在60~100 ℃，甲醇離心洗滌多次并烘干，得到ZIF-8粉末。

3.根據權利要求1所述的一種醌@氮摻雜多微孔碳復合材料的制備方法，其特征是，所述步驟①中2-甲基咪唑和Zn(NO3)2?6H2O的質量比為2：1～4：1。

4.根據權利要求1所述的一種醌@氮摻雜多微孔碳復合材料的制備方法，其特征是，所述步驟②的具體方法為：在惰性氣體氣氛下，將ZIF-8粉末置于管式爐，以5～20 ℃ min^-1的速率升溫至900~1000 ℃，高溫煅燒1~3 h，得到氮摻雜多微孔碳。

5.根據權利要求4所述的一種醌@氮摻雜多微孔碳復合材料的制備方法，其特征是，所述氮摻雜多微孔碳的摻氮量為5.5~8.5 wt%。

6.根據權利要求1所述的一種醌@氮摻雜多微孔碳復合材料的制備方法，其特征是，所述步驟③具體方法為，將氮摻雜多微孔碳和易升華羰基類有機活性分子在300~800 r/min下球磨1~3 h，烘干后加入反應釜中，采用升華熔融法制備得到醌@氮摻雜多微孔碳復合材料。

7.根據權利要求1所述的一種醌@氮摻雜多微孔碳復合材料的制備方法，其特征是，所述步驟③氮摻雜多微孔碳和易升華羰基類有機活性分子的質量比為7：3～3：7。

8.根據權利要求1所述的一種醌@氮摻雜多微孔碳復合材料的制備方法，其特征是，所述步驟③易升華羰基類有機活性分子為蒽醌或菲醌。

9.一種醌@氮摻雜多微孔碳復合材料，其特征是，該醌@氮摻雜多微孔碳復合材料采用權利要求1-9任意一項所述的方法制得，所述醌@氮摻雜多微孔碳復合材料為黑色粉末，密度小于1.42 g cm^-3，有機活性分子負載量為30%~70%，保持ZIF-8的十二面體立方結構。

10.一種權利要求9所述的醌@氮摻雜多微孔碳復合材料的用途，其特征是，該醌@氮摻雜多微孔碳復合材料在新能源領域的應用。