一种多孔石墨化空心碳微球的制备方法技术

本发明专利技术提供一种多孔石墨化空心碳微球的制备方法，属于多孔碳材料的制备领域。该方法以可溶性有机物为碳前驱体，钾铁复盐为催化剂，利用有机物中羟基氧与金属离子之间的鳌合作用，自组装形成空心微球结构；在碳化过程中，基于均匀分散的铁粒子的限域和择型作用以及钾的活化作用，同时实现石墨化和活化，最终得到石墨化结构均匀分布的多孔石墨化空心碳微球。与采用模板法制备空心碳微球的技术相比，本发明专利技术采用有机化合物与金属离子自组装法，方法简单、成本较低，得到的空心碳微球具有丰富的比表面积和较高的石墨化度，在储能、催化、吸附等领域有着巨大的应用前景。

Preparation of porous graphitized hollow carbon microspheres

【技术实现步骤摘要】
一种多孔石墨化空心碳微球的制备方法
本专利技术属于多孔碳材料的制备
，特别是一种多孔石墨化空心碳微球的制备方法。技术背景空心碳微球具有较高的比表面积、丰富的活性位点、良好的导电性、较短的离子扩散路径，因此在储能、催化、吸附等领域受到了广泛关注。传统制备空心碳微球多采用硬模板法，如刘蕾（CN107032321A）以二氧化硅纳米球为硬模板，三聚氰胺甲醛树脂为碳前驱体，选用羟基乙叉二膦酸为催化剂，经高温碳化和模板去除后制备了大孔-介孔结构的空心碳微球。模板剂的引入使制备过程繁琐、成本增加，不利于大规模生产。此外，采用现有模板法制备的空心碳微球通常具有较小的比表面积和较低的石墨化度。因此，需要寻找一种方法简单、成本较低的制备多孔石墨化空心碳微球的方法。研究表明，高比表面积的碳材料能够为电化学反应提供丰富的活性位点，而碳材料的石墨化度越高，其导电性能越好。目前，提高碳材料比表面积的方法多采用腐蚀性较强的活化剂KOH、ZnCl2等，制备的碳材料多以非晶态结构为主，导电性能较差。专利CN107265436A公开了一种高铁酸钾作为碳材料的和石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔石墨化空心碳微球的制备方法，其特征在于包括以下内容：/n（1）将三聚氰胺海绵加入到可溶性有机物溶液中，搅拌使其充分浸渍，随后在搅拌状态下将钾铁复盐溶液滴加到混合溶液中，持续搅拌1小时后，在40~60℃下低温热聚4~12小时，通过金属与有机物的螯合作用及配位作用得到自组装铁-有机物聚合物，随后置于80℃烘箱中干燥；/n（2）将干燥后得到的固体在氮气气氛下碳化，以5~30℃/min的升温速率升到700~1200℃，碳化保温1~6小时后，自然冷却，经酸和蒸馏水反复洗涤去除产物中的金属元素后，于80℃条件下干燥，即得所述多孔石墨化空心碳微球。/n

【技术特征摘要】
1.一种多孔石墨化空心碳微球的制备方法，其特征在于包括以下内容：
（1）将三聚氰胺海绵加入到可溶性有机物溶液中，搅拌使其充分浸渍，随后在搅拌状态下将钾铁复盐溶液滴加到混合溶液中，持续搅拌1小时后，在40~60℃下低温热聚4~12小时，通过金属与有机物的螯合作用及配位作用得到自组装铁-有机物聚合物，随后置于80℃烘箱中干燥；
（2）将干燥后得到的固体在氮气气氛下碳化，以5~30℃/min的升温速率升到700~1200℃，碳化保温1~6小时后，自然冷却，经酸和蒸馏水反复洗涤去除产物中的金属元素后，于80℃条件下干燥，即得所述多孔石墨化空心碳微球。


2.根据权利要求1所述的一种多孔石墨化空心碳微球的制备方法，其特征在于步骤（1）中，所述三聚氰胺海绵与可溶性有机物的质量比为1:10~1:40。


3.根据权利要求1所述的一种多孔石墨化空心碳微球的制备方法，其特征在于步骤（1）中，所述可溶性有机物溶液浓度为0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓华，闫晓燕，刘宝胜，张跃忠，赵新新，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：发明
国别省市：山西;14