一种分级多孔炭的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种分级多孔炭的制备方法，技术方案是，先向低熔点固态含碳物质中加入发泡剂，混合待用；然后在一定压力和气氛下，加热至温度T1，匀质时间t1；再在一定压力和气氛下，加热至温度T2，反应时间t2后，加热至温度T3，反应时间t3后，降温至室温，清洗、干燥，得到分级多孔炭。本发明专利技术的基本构思为以发泡技术形成大孔结构，并利用产生的还原性气体进一步增加炭材料的孔隙率，然后在热处理下，利用裂解及阳极离子的插层，产生更多的微孔及小介孔，形成微孔‑介孔‑大孔的分级孔道结构的多孔炭。本发明专利技术具有可操作性强，孔径调节范围大，调控精确等优点。

A preparation method of graded porous carbon

【技术实现步骤摘要】
一种分级多孔炭的制备方法
本专利技术涉及一种分级多孔炭的制备方法，属于炭材料制备领域。
技术介绍
多孔炭材料由于热稳定性好、机械稳定性高、导电性优异、孔隙结构发达、比表面积大等特点，在吸附、分离、催化、气体存储及能源存储与转化等领域显示出巨大的应用潜力。尤其在能源存储与转化领域，多孔炭材料可以作为活性物质、导电剂、包覆层、柔性基底、载体等发挥重要作用。多孔炭用于电容脱盐等领域时，其微孔炭可以提供大的比表面积，有利于提高脱盐量，但微孔孔径小(孔径小于2nm)，不利于离子的传输；介孔炭孔径较大(孔径为2-50nm)，离子扩散阻力小，有利于快速脱盐，其表面积利用率高，但介孔炭的比表面积较小，脱盐量有限；大孔炭(孔径大于50nm)的比表面积很有限，无法对脱盐产生贡献，但大孔会减小离子的传输路径，加快脱盐速度。分级多孔炭具有微孔-中孔-大孔的特殊孔径分布和发达的孔隙率，可促进离子在孔道中的快速转移，兼具高的脱盐容量和快速的脱盐速率。采用多孔炭的制备方法难以控制分级多孔炭的特殊孔径分布，因此经济高效的分级多孔炭制备方法成为相关领域研究的热点之一。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分级多孔炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)反应物的预处理：向低熔点固态含碳物质中加入发泡剂，混合待用；/n(2)反应物的调质：在一定压力和气氛下，加热至温度T1，匀质时间t1；/n(3)分级多孔炭的制备：在一定压力和气氛下，加热至温度T2，反应时间t2后，加热至温度T3，反应时间t3后，降温至室温，清洗、干燥，得到分级多孔炭。/n

【技术特征摘要】
1.一种分级多孔炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)反应物的预处理：向低熔点固态含碳物质中加入发泡剂，混合待用；
(2)反应物的调质：在一定压力和气氛下，加热至温度T1，匀质时间t1；
(3)分级多孔炭的制备：在一定压力和气氛下，加热至温度T2，反应时间t2后，加热至温度T3，反应时间t3后，降温至室温，清洗、干燥，得到分级多孔炭。


2.根据权利要求1所述的分级多孔炭的制备方法，其特征在于，低熔点固态含碳物质为低温煤沥青、中温煤沥青、高温煤沥青、改质沥青、石油沥青、矿物填料改性石油沥青、树脂改性石油沥青、橡胶改性石油沥青、中间相沥青、热塑性弹性体中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的分级多孔炭的制备方法，其特征在于，发泡剂为碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸氢钠、碳酸钠、柠檬酸钾、柠檬酸钠、碳酸锂、碳酸钙、碳酸氢钙、碳酸镁、碳酸氢镁、蔗糖中的一种或几种；发泡剂的颗粒尺寸大于10μm。


4.根据权利要求1所述的分级多孔炭的制备方法，其特征在于，低熔点固态含碳物质和发泡剂的质量比为1：0.01-100。


5.根据权利要求1所述的分级多孔炭的制备方法，其特征在于，步骤(2)和(3)中压力为常压、正压、负压中的一种，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高彪峰，陈垒，张志华，郭恒，陈喜平，陈静波，杨建红，何季麟，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41