两级孔道碳材料及其制备方法技术

技术编号:21446590 阅读:34 留言:0更新日期:2019-06-26 02:42
本发明专利技术提供一种两级孔道碳材料及其制备方法,所述碳材料的成分为无定形碳,具有两级孔道。所述合成方法首先筛选Beta分子筛;再将Beta分子筛放入苯甲酸钠溶液中处理;然后将Beta分子筛、糖类、助剂和水混合,搅拌超声处理;再进行干燥处理;接着高温处理;最后在碱溶液中处理得到大孔碳材料。本发明专利技术制备方法不使用昂贵的有机添加物,制备的大孔碳材料的孔径分布均匀。

【技术实现步骤摘要】
两级孔道碳材料及其制备方法
本专利技术属于多孔无机材料合成领域,具体地说是一种大孔碳材料及其制备方法。
技术介绍
根据国际纯粹与应用化学联合会的分类,多孔材料可分为三大类:大孔材料(直接>50nm)、介孔材料(2nm≤直接≤50nm)和微孔材料(直接<2nm)。由于微孔材料和介孔材料在工业催化与分离等领域得到成功地应用,所以一直是研究和应用的热点。近年来,随着大孔材料在大分子催化、分离等领域弥补了以往小孔分子筛及介孔材料难以允许大分子进入孔道内部的缺点,以及其它一些物化特征所体现出的优势,逐渐吸引的研究者的目光,成为研究的热门领域。“利用SiO2欧泊制备高比表面积三维有序大孔碳”(南京航空航天大学学报,2005,37(5):593-593)采用胶晶模板法制备三维有序大孔碳,制备步骤是:(1)先采用Stobber方法合成单分散SiO2胶体微球,再经过离心洗涤,乙醇分散,在常温常压下静置10~30天,将SiO2微球在重力作用下自组装成有序欧泊结构,然后在120℃下干燥12h。(2)再用蔗糖填充模板的空隙,以及重复碳化的过程,制备出大孔碳材料。“双模板法合成介孔/大孔二级孔道碳材”(物理化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳材料,所述碳材料具有如下特征:组成成分为无定形碳;具有两级孔道,其中第一级孔道的孔径为50~1400nm ,第一级孔道的最可几孔径D为60‑900nm,其中,0.8D‑1.2D之间内的孔占整个第一级孔道孔的比例大于65%;第二级孔道的最可几孔径尺寸为7~18nm;总比表面积为500~1000m

【技术特征摘要】
1.一种碳材料,所述碳材料具有如下特征:组成成分为无定形碳;具有两级孔道,其中第一级孔道的孔径为50~1400nm,第一级孔道的最可几孔径D为60-900nm,其中,0.8D-1.2D之间内的孔占整个第一级孔道孔的比例大于65%;第二级孔道的最可几孔径尺寸为7~18nm;总比表面积为500~1000m2/g。2.一种碳材料的制备方法,所述制备方法包括如下内容:(1)将Beta分子筛与酸溶液混合,在50~200℃处理1~10h,然后进行固液分离,并对收集的固体进行洗涤干燥;(2)将步骤(1)得到的Beta分子筛与苯甲酸钠溶液混合,混合均匀后进行固液分离,并对收集到的固体进行干燥;(3)将步骤(2)处理后得到的Beta分子筛,糖类,助剂和水混合均匀,其中,助剂为碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、硝酸铵、硫酸铵中的一种或几种;(4)将步骤(3)的得到的物料在50~100℃干燥直至溶液变为粘稠状态;(5)将步骤(4)得到的物料在氮气气氛中下进行高温处理;(6)将步骤(5)得到的固相物料与碱溶液混合,在100~200℃处理1~10h,然后过滤洗涤干燥得到大孔碳。3.按照权利要求2所述的方法,其中,步骤(1)之前还包括一个预处理步骤(1A),首先将所述Beta分子筛投入到筛选溶液中,让Beta分子筛在筛选溶液中自然沉降,当分子筛沉降到筛选液底部时,将筛选液分为n个等分区段,n取值为大于1的奇数,筛选分子筛时,根据需要选择不同区段的分子筛,优选选择最中心区段的分子筛,并将筛选出的分子筛过滤干燥。4.按照权利要求3所述的方法,其中,所述筛选溶液为丙二醇水溶液、丙三醇水溶液中的任一种。5.按照权利要求3所述的方法,其中,所述筛选溶液的浓度为5~75wt%,优选为10~70wt%;筛选溶液与Beta分子筛的质量比为1~10:1,优选2~8:1。6.按照权利要求2所述的方法,其中,步骤(1)中所述酸选用盐酸、硝酸、硫酸中的任一种。7.按照权利要求2所述的方法,其中,酸溶液浓度为0.08~1.2mol/L,优选为0.1~1mol/L,酸溶液与Beta分子筛的液固质量比为1~10:1,优选2~8:1。8.按照权利要求2所述的方法,其中,步骤(1)中处理温度为60~180℃;处理时间为2~8h。9.按照权利要求2所述的方法,其中,步骤(2)中所述苯甲酸钠溶液浓度为2~20wt%,优选3~...

【专利技术属性】
技术研发人员:范峰凌凤香张会成王少军杨春雁
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院
类型:发明
国别省市:北京,11

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