[發明專利]一種窄孔徑分布納米介孔碳材料的制備方法

在審

• 申請號: 202310294376.7
• 申請日: 2023-03-23
• 公開（公告）號: CN116199222A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 沈軍;胡儒柱
• 申請（專利權）人: 天津得瑞豐凱新材料科技有限公司
• 主分類號: C01B32/336
• 分類號: C01B32/336;C01B32/318
• 代理公司: 天津麥芽知識產權代理有限公司 12269
• 代理人: 徐彥圣

本發明提供了一種窄孔徑分布納米介孔碳材料的制備方法，屬于碳氣凝膠制備技術領域，現有技術中存在的需要具有窄孔徑分布的電極材料的技術問題。包括制備間苯二酚?甲醛有機濕凝膠；間苯二酚?甲醛有機濕凝膠進行溶劑替換；間苯二酚?甲醛有機濕凝膠進行常壓干燥；干燥后的凝膠氮氣保護；將氮氣保護后的凝膠二氧化碳活化。

技術領域

本發明涉及碳氣凝膠制備技術領域，尤其是涉及一種窄孔徑分布納米介孔碳材料的制備方法。

背景技術

碳氣凝膠一直被作為碳材料的研究重點，在超級電容、儲氫材料、保溫材料等領域都有重大突破，由于其優異的電導率和高的比表面積等特性已成為目前研究的熱點電極材料，在電化學儲能領域具有極高的應用前景。但是在實際中卻因為各種瓶頸，未能得到較好的發展與應用。其主要原因就是始終不能制備出最適合電池電容的碳氣凝膠。超級電容器對電極材料的孔徑分布有要求：首先，微孔因離子不易出入，基本無用；而大孔占據較大體積，使活性物質密度下降，充滿電解質后又無效增重太多，也需要避免。因此，需要具有窄孔徑分布的電極材料來滿足實際使用需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種窄孔徑分布納米介孔碳材料的制備方法，解決了現有技術中存在的需要具有窄孔徑分布的電極材料的技術問題。

本發明提供的一種窄孔徑分布納米介孔碳材料的制備方法，包括：

制備間苯二酚-甲醛有機濕凝膠；

間苯二酚-甲醛有機濕凝膠進行溶劑替換；

間苯二酚-甲醛有機濕凝膠進行常壓干燥；

干燥后的凝膠氮氣保護；

將氮氣保護后的凝膠二氧化碳活化。

進一步的，所述制備間苯二酚-甲醛有機濕凝膠的步驟中包括：

間苯二酚與甲醛摩爾比為1：1.5，碳酸鈉做催化劑。

進一步的，所述間苯二酚-甲醛有機濕凝膠進行溶劑替換的步驟中，丙酮做為溶劑替換3～5次。

進一步的，所述間苯二酚-甲醛有機濕凝膠進行常壓干燥的步驟，包括：

將間苯二酚-甲醛有機濕凝膠放入烘箱，其中烘箱的溫度分別為40℃、60℃和100℃，處理時間為24h、48h和72h。

進一步的，所述間苯二酚-甲醛有機濕凝膠進行常壓干燥的步驟，還包括：

常壓干燥間苯二酚-甲醛有機濕凝膠中的所述丙酮揮發完，得到有機干氣凝膠。

進一步的，所述干燥后的凝膠氮氣保護的步驟中，包括：

將所述有機干氣凝膠放入高溫碳化爐中；

通60min～90min分鐘惰性氣體；

以4℃/min～8℃/min速率升溫至900℃～1500℃；

恒溫5～8小時，降至室溫。

進一步的，所述干燥后的凝膠氮氣保護的步驟中，全程通入氮氣保護。

進一步的，所述將氮氣保護后的凝膠二氧化碳活化的步驟中，包括：

通60min～90min分鐘惰性氣體；

以5℃/min～10℃速率升溫至750℃～1350℃；

恒溫10～15小時，降至室溫。

進一步的，所述將氮氣保護后的凝膠二氧化碳活化的步驟中，全程通入二氧化碳氣體活化。