一种表面皱褶的富氮纳米多孔碳微球及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种表面皱褶的富氮纳米多孔碳微球及其制备方法，涉及无机碳材料领域。该制备方法包括：将硬模板剂、三聚氰胺和甲醛在水中分散均匀得到混合基液，通过调节温度和pH值使混合基液中的三聚氰胺和甲醛发生聚合反应后得到包裹硬模板剂的蜜胺甲醛树脂微球，将包裹硬模板剂的蜜胺甲醛树脂微球在惰性气氛下碳化得到包裹硬模板剂的碳微球，移除包裹硬模板剂的碳微球中的硬模板剂即可得到一种表面皱褶的富氮纳米多孔碳微球。由这种方法制备的纳米多孔碳微球分散性好，粒径在1～100µm范围内，表面呈皱褶状，内部包含大量孔径可调的纳米孔（硬模板剂造的孔），球形度高、多孔结构丰富，可广泛应用于催化剂载体、电极材料（燃料电池、锂硫电池、超级电容等）、吸附材料、储能材料和生物医药材料等众多领域。

【技术实现步骤摘要】
一种表面皱褶的富氮纳米多孔碳微球及其制备方法
本专利技术属于碳材料
，具体涉及一种表面皱褶的富氮纳米多孔碳微球及其制备方法。
技术介绍
多孔碳材料具有发达的孔隙、高的比表面积、高的化学稳定性、优良的耐热、耐酸碱及独特的电子传导性质，是现代工业中不可缺少的重要材料之一，广泛应用于催化剂载体、电极材料（燃料电池、锂硫电池、超级电容等）、吸附材料、储能材料和生物医药材料等方面。为了进一步改善多孔碳材料的性能，通常将杂原子（如N、B、S等）掺杂到多孔碳材料中，使得多孔碳材料的性能得到改进和提高。在众多的掺杂组分当中，氮是最受研究者们青睐的一种元素。氮原子上带有孤对电子，掺入多孔碳材料后会增加碳材料的电荷密度，增强碳材料的导电性。氮掺杂还可以改善碳材料的亲水性，提高其生物相容性。总之，氮掺杂的多孔碳材料比纯多孔碳材料具有更多优异的性质。目前在多孔碳材料中引入氮的方法主要可以分为三种。第一种方法是由含氮前体，如三聚氰胺，聚吡咯，聚苯胺或其他含氮物质直接高温处理制得。这种方法制备的含氮碳材料通常孔隙少，比表面积低，氮含量有限。第二种方法是用含氮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面皱褶的富氮纳米多孔碳微球制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、将硬模板剂、三聚氰胺和甲醛加入水中得到分散均匀的混合基液；/nS2、在不断搅拌下通过调节温度和pH值使步骤S1制得的混合基液中的三聚氰胺和甲醛发生聚合反应，得到包裹硬模板剂的蜜胺甲醛树脂微球沉淀物；/nS3、将步骤S2制得的包裹硬模板剂的蜜胺甲醛树脂微球沉淀物分离后进行干燥处理；/nS4、将步骤S3制得的干燥后的包裹硬模板剂的蜜胺甲醛树脂微球在惰性气氛下进行高温碳化处理；/nS5、用化学反应的方式脱除步骤S4制得的包裹硬模板剂的碳微球中的硬模板后，用去离子水洗至中性后干燥得到表面皱褶的富氮纳米多孔碳微球。/n

【技术特征摘要】
1.一种表面皱褶的富氮纳米多孔碳微球制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将硬模板剂、三聚氰胺和甲醛加入水中得到分散均匀的混合基液；
S2、在不断搅拌下通过调节温度和pH值使步骤S1制得的混合基液中的三聚氰胺和甲醛发生聚合反应，得到包裹硬模板剂的蜜胺甲醛树脂微球沉淀物；
S3、将步骤S2制得的包裹硬模板剂的蜜胺甲醛树脂微球沉淀物分离后进行干燥处理；
S4、将步骤S3制得的干燥后的包裹硬模板剂的蜜胺甲醛树脂微球在惰性气氛下进行高温碳化处理；
S5、用化学反应的方式脱除步骤S4制得的包裹硬模板剂的碳微球中的硬模板后，用去离子水洗至中性后干燥得到表面皱褶的富氮纳米多孔碳微球。


2.根据权利要求1所述的表面皱褶的富氮纳米多孔碳微球的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的硬模板剂选自无机纳米颗粒，颗粒粒径为1-100nm。


3.根据权利要求1所述的表面皱褶的富氮纳米多孔碳微球的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的三聚氰胺和甲醛的质量比为0.1-10，优选地三聚氰胺和甲醛的质量比为1.4。


4.根据权利要求1所述的表面皱褶的富氮纳米多孔碳微球的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的混合基液中硬模板剂占混合基液...

【专利技术属性】
技术研发人员：嵇从民，
申请(专利权)人：嵇从民，
类型：发明
国别省市：江苏;32