氮氧共掺杂的双连续的纳米多孔碳材料及制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了氮氧共掺杂的双连续的纳米多孔碳材料及制备方法与应用，通过超临界二氧化碳发泡使聚丙烯腈膜内的二氧化碳饱和，将内含饱和二氧化碳的聚丙烯腈膜进行水浴热处理获得聚丙烯腈纳米孔泡沫，将聚丙烯腈纳米孔泡沫依次进行预氧化处理和碳化处理，获得氮氧共掺杂的双连续的纳米多孔碳材料。纳米多孔碳材料具有大比表面积的连续的纳米介孔和大孔支架结构，且支架结构上具有大量微孔；BET比表面积为200～400m

【技术实现步骤摘要】
氮氧共掺杂的双连续的纳米多孔碳材料及制备方法与应用
本专利技术涉及纳米多孔碳材料的制备
，具体涉及氮氧共掺杂的双连续的纳米多孔碳材料及制备方法与应用。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。锂离子电池由于具有稳定和较高的储能能力，已被广泛应用于通讯设备、电子设备及电动汽车等领域。然而，地球上锂资源的分布不均和储量不足，限制了锂离子电池的大规模应用。近年来，由于钾资源的在地壳中储量丰富，以及钾离子与锂离子相近的电化学储能性质，钾离子电池作为替代锂离子电池的杰出候选者受到了研究者们的广泛关注。多孔碳负极材料由于具有来源广、成本低、物化性能稳定和天然的内部缺陷结构等优点，已成为发展钾离子电池的关键材料之一。然而，由于钾离子的半径较大，使得其在电极材料中的扩散动力学缓慢，同时在循环过程中会造成电极材料的体积膨胀及结构坍塌，进而导致电池的倍率性能和循环稳定性低。多孔碳材料的改进方法主要包括异质原子掺杂和多孔结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮氧共掺杂的双连续的纳米多孔碳材料，其特征是，所述纳米多孔碳材料具有大比表面积的连续的纳米介孔和大孔支架结构，且支架结构上具有大量微孔；所述碳材料的BET比表面积为200～400m

【技术特征摘要】
1.一种氮氧共掺杂的双连续的纳米多孔碳材料，其特征是，所述纳米多孔碳材料具有大比表面积的连续的纳米介孔和大孔支架结构，且支架结构上具有大量微孔；所述碳材料的BET比表面积为200～400m2g-1；所述碳材料含有碳元素70～90at％、氮元素5～20at％和氧元素5～10at％。


2.一种权利要求1所述的氮氧共掺杂的双连续的纳米多孔碳材料的制备方法，其特征是，通过超临界二氧化碳发泡使聚丙烯腈膜内的二氧化碳饱和，将内含饱和二氧化碳的聚丙烯腈膜进行水浴热处理获得聚丙烯腈纳米孔泡沫，将聚丙烯腈纳米孔泡沫依次进行预氧化处理和碳化处理，获得氮氧共掺杂的双连续的纳米多孔碳材料。


3.如权利要求2所述的氮氧共掺杂的双连续的纳米多孔碳材料的制备方法，其特征是，聚丙烯腈膜的制备方法为：将聚丙烯腈溶解于溶剂中，形成聚丙烯腈溶液，将聚丙烯腈溶液干燥获得聚丙烯腈膜；
优选地，溶解聚丙烯腈的溶剂为二甲基亚砜；
优选地，聚丙烯腈与溶剂的质量比为1:8～12；
优选地，干燥条件为：50～70℃下烘干22～26h。


4.如权利要求2所述的氮氧共掺杂的双连续的纳米多孔碳材料的制备方法，其特征是，超临界二氧化碳发泡的条件为：温度为30～50℃，压力为10～30MPa，时间为2～6h；
或，超临界二氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国群，龚洁，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37