单原子层壁厚的空泡碳材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种单原子层壁厚的空泡碳材料及其制备方法和应用。以磷酸氢二铵和三聚氰胺或双氰胺为原料，混合研磨后，在惰性氛围下经一步高温热解直接得到单原子层厚度的空泡碳材料。本发明专利技术工艺简单、原料便宜、易于实施；制备的碳材料为单原子层厚的中空碳泡结构，空泡孔径分布为2‑6 nm，孔壁壁厚为0.4 nm，具有高的比表面积（1520‑2570 m

Hollow carbon materials with single atomic layer thickness and their preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
单原子层壁厚的空泡碳材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种单原子层壁厚的空泡碳材料及其制备方法和应用，具体为一种超高比表面积的单原子层壁厚的空泡碳材料，可直接热解法制备。该单原子层壁厚的空泡碳材料可应用于储能、催化、分离、光学器件等诸多领域。
技术介绍
空泡结构的碳材料是一种同时具备高比表面积、易于掺杂、内外表面可用等优点的新型碳基纳米材料。这种独特的空心纳米结构赋予这类碳材料一系列独特的物理化学性质，有望应用于储能、催化、分离、光学器件等诸多领域。空泡结构碳材料的制备方法有很多，如模板导向法、化学气相沉积法、电弧放电法等。例如：高濂等人报道一种以二氧化硅空心球为模板热解有机碳源的方法制备多层碳空心球材料，并应用于锂离子电池负极材料显示出优异的电化学性能（高濂，孙壮，宋雪峰，张鹏.一种多层碳空心球负极材料的制备方法，中国专利CN104319402A）。胡征课题组报道了一种以苯为碳源，以氧化镁为模板，CVD法制备了大量空心碳纳米笼，700℃下所得纳米笼比表面积达1854m2g-1，孔分布区间为5-8nm，壁厚3nm，作为超级电容器的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单原子层壁厚的空泡碳材料，其特征在于：该材料为单原子层的中空碳泡结构，空泡孔径分布为2-6 nm，空泡壁厚约0.3-0.6 nm，比表面积为1520-2570 m

【技术特征摘要】
1.一种单原子层壁厚的空泡碳材料，其特征在于：该材料为单原子层的中空碳泡结构，空泡孔径分布为2-6nm，空泡壁厚约0.3-0.6nm，比表面积为1520-2570m2g-1，孔体积1.82-2.89cm3g-1；制备步骤为：磷酸铵盐与三聚氰胺、双氰胺或氰胺均匀混合，置于管式炉中，在惰性气氛中高温进行碳化反应，然后惰性气氛中自然冷却至室温，得到单原子层空泡碳材料。


2.权利要求1所述的单原子层壁厚的空泡碳材料的制备方法，其特征在于经过如下步骤：
1）将磷酸铵盐与三聚氰胺或双氰胺或氰胺均匀混合，得到前驱体；
2）将上述前驱体放到刚玉舟中，在管式炉中通入惰性气体，流量为60mL/min，升温至900-1100℃进行碳化1-6h；
3）反应结束后，惰...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铁红，徐雪艳，孙平川，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津;12