一种过渡金属元素循环利用的石墨化多孔碳的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种过渡金属元素循环利用的石墨化多孔碳的制备方法。将过渡金属的有机酸盐高温热解得到石墨化碳与纳米过渡金属（或其氧化物）的复合材料，用对应的有机酸洗涤除去过渡金属（或其氧化物），得到石墨化多孔碳；将洗涤液干燥，得到过渡金属有机酸盐，将其回收用作热解制备石墨化多孔碳的原料。该方法以过渡金属有机酸盐为原料，同时充当碳源、硬模板剂和催石墨化剂，方法简单。本方法实现了成本高昂的过渡金属元素的循环利用，在完成首次制备后，制备过程中消耗的原料仅为有机酸，工艺过程绿色环保，成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于碳材料制备
，特别涉及一种过渡金属循环利用的石墨化多孔碳的制备方法。
技术介绍
石墨类材料具有高电导率、高化学稳定性和良好的导热性能，但是其比表面较小，一般在20m2/g以内，限制了其在一些领域的应用。目前，制备石墨化多孔碳材料的方法主要有两类：石墨化后处理和原位制备。将多孔碳材料在2000-3000°C进行高温热处理，可实现石墨化，但高温石墨化在提高碳层排列有序程度的同时也将引起多孔结构的坍塌，微孔和大量中孔都将损失殆尽，只有部分大孔得以保留，因此得到的碳材料比表面也不高。利用过渡金属（Fe、Co、Ni）对多孔碳的催石墨化作用，对多孔碳浸渍少量过渡金属的盐溶液后在800-1200°C热处理可以有效提高多孔碳的石墨化程度，但也以一定程度上牺牲多孔结构为代价。在原位制备方面，化学气相沉积（CVD）法是制备石墨化多孔碳的有效方法。将小分子碳氢化合物（如甲烷、乙炔、苯等）化学气相沉积于硅胶珠、硅分子筛等硬模板的表面或孔道中制备的介孔碳通常碳原子层排列比较有序，石墨化程度较高，但CVD法制备效率低，成本较高，实用性不强。近来，有研究表明将有机酸盐高温热解、洗涤可以得到无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过渡金属元素循环利用的石墨化多孔碳的制备方法，其特征在于以过渡金属有机酸盐为原料，高温热解、用相应的有机酸洗涤、过滤后得到石墨化多孔碳，同时将滤液中的过渡金属有机酸盐回收用作热解制备石墨化多孔碳的原料，从而形成一个过渡金属元素循环利用的绿色工艺；该方法的步骤如下：（1）将过渡金属有机酸盐在惰性气氛保护下于800~1500 °C高温热解0.5~10 h；（2）用对应的有机酸洗涤步骤（1）中得到的热解产物，除去过渡金属（或其氧化物），得到石墨化多孔碳；（3）将步骤（2）中得到的滤液干燥，得到过渡金属有机酸盐固体；（4）将步骤（3）所得过渡金属有机酸盐用作步骤（1）的原料；（5）循环进行步骤（1...

【技术特征摘要】
1.一种过渡金属元素循环利用的石墨化多孔碳的制备方法，其特征在于以过渡金属有机酸盐为原料，高温热解、用相应的有机酸洗涤、过滤后得到石墨化多孔碳，同时将滤液中的过渡金属有机酸盐回收用作热解制备石墨化多孔碳的原料，从而形成一个过渡金属元素循环利用的绿色工艺；该方法的步骤如下：（1）将过渡金属有机酸盐在惰性气氛保护下于800~1500°C高温热解0.5~10h；（2）用对应的有机酸洗涤步骤（1）中得到的热解产物，除去过渡金属（或其氧化物），得到石墨化多孔碳；（3）将步骤（2）中得到的滤液干燥，得到过渡金属有机酸盐固体；（4）将步骤（3）所得过渡金属有机酸盐用作步骤（1）的原料；（5）循环进行步骤（1）—（...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐斌，于树凯，王浩然，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11