一种具有三维分级多孔结构的紫菜基炭材料及其制备方法和应用技术
Laver based carbon material with three-dimensional hierarchical porous structure, preparation method and application thereof
The invention relates to a laver based carbon material and its preparation method and application of three-dimensional porous structure, with a rich source of seaweed as the precursor prepared seaweed based carbon materials by pre carbonization, carbonization and activation, the preparation method is simple and easy to control, low cost, the material has a three-dimensional porous structure and high specific surface area, can be widely used in the field of fuel battery, super capacitor and electrode materials for lithium ion batteries.
【技术实现步骤摘要】
一种具有三维分级多孔结构的紫菜基炭材料及其制备方法和应用
本专利技术属于多孔炭材料制备领域，具体涉及一种具有三维分级多孔结构的紫菜基炭材料及其制备方法和应用。
技术介绍
多孔炭材料由于具有比表面积高、导电性好、稳定性高、环境友好、成本低廉等优点而被广泛应用于燃料电池、金属空气电池、超级电容器、锂离子电池等领域。随着科学技术的发展，以活性炭为主的孔道结构单一的传统多孔炭材料已难以满足相关领域的技术需求。分级多孔炭具有大孔、介孔、微孔互相连通的三维分级多孔结构，比表面积大、导电性高，在电化学能源储存和转换领域具有更大的应用潜力。尤其在诸如氧气还原反应等需要反应物、生成物快速传质的电化学反应过程，介孔和大孔可促进反应物传质、微孔可锚定活性位点，增大比表面积，分级多孔炭展现了巨大优势。目前，分级多孔炭的制备方法主要包括模板法和活化法。模板法是指通过模板构建特殊的结构，制备孔道独特的多孔炭材料。模板法又分为硬模板法和软模板法，硬模板法需要采用强腐蚀性酸（如HF）去除模板，制备过程复杂；软模板法则是利用碳源与软模板自组装制备分级多孔炭材料，尽管无需去除模板，但碳化过程易破坏多...
【技术保护点】
一种具有三维分级多孔结构的紫菜基炭材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将紫菜清洗、干燥、研磨成粉末后，放置于马弗炉中，于300‑500°C预碳化，制得预碳化产物；（2）将上述预碳化产物与活化剂按照1:0.2‑1:1的质量比混合研磨均匀，在惰性气氛下在1‑10°C/min的升温速率下于700‑1000°C碳化，保温1‑3h，得到活化产物；（3）将所述活化产物冷却后，用酸溶液进行一次酸洗，搅拌6‑12h，抽滤干燥；（4）将步骤（3）的产物用酸溶液进行二次酸洗，搅拌6‑12h，抽滤干燥，得到分级多孔炭。
【技术特征摘要】
1.一种具有三维分级多孔结构的紫菜基炭材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将紫菜清洗、干燥、研磨成粉末后，放置于马弗炉中，于300-500°C预碳化，制得预碳化产物；（2）将上述预碳化产物与活化剂按照1:0.2-1:1的质量比混合研磨均匀，在惰性气氛下在1-10°C/min的升温速率下于700-1000°C碳化，保温1-3h，得到活化产物；（3）将所述活化产物冷却后，用酸溶液进行一次酸洗，搅拌6-12h，抽滤干燥；（4）将步骤（3）的产物用酸溶液进行二次酸洗，搅拌6-12h，抽滤干燥，得到分级多孔炭。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的预碳化的升温速率为1-5°C/min，保温时间为1-3h。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）和步骤（4）中的干燥温度为60-80°C，干燥时间为8-12h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预碳化气氛为空...
【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，高昕瑾，窦美玲，李志林，刘景军，吉静，宋夜，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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