一种多孔石墨化碳材料的制备方法技术

一种多孔石墨化碳材料的制备方法，涉及碳材料。以低分子量的聚碳硅烷和羰基铁为原料，十氢萘为反应溶剂，制备以PCS为壳、多核碳基铁衍生物为核的溶胶粒子；将溶胶粒子与沥青在十氢萘溶液中混合，并通过减压蒸馏去除溶剂，获得沥青包裹的多核碳基铁衍生物；再在高温下氧化交联、热解，使沥青碳化，同时将内核的多核碳基铁衍生物通过“有机‑无机”转变，生成无机金属化合物；经氢氟酸刻蚀，去除内部金属硅化物，制得中空的多孔石墨化碳材料。所用原料价格低廉，使用方法易于放大制备；通过调控反应条件，调控多核羰基铁@PCS溶胶粒子的粒径，进而实现调控碳材料的孔尺寸和石墨化程度，同时实现材料的孔径和石墨化的控制。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔石墨化碳材料的制备方法
本专利技术涉及碳材料，尤其是涉及以沥青为碳源、含铁溶胶粒子为模板和催化剂的一种多孔石墨化碳材料的制备方法。
技术介绍
多孔碳不但具有高比表面积、高电子传输能力和优异稳定性，还具有环境友好和制备成本低、易修饰和结构灵活等优势，在储能、催化、水处理、传感器、等领域具有巨大的研究价值和应用前景，受到研究者们的广泛关注。多孔碳可以通过多种方法合成，包括化学活化、物理活化法、热解金属有机框架化合物法、碳化超临界干燥条件合成有机气凝胶、硬模板法和软模板法。然而孔径统一的多孔碳材料主要是通过模板法合成。硬模板法合成介孔材料是利用前驱体在硬模板的介孔孔道中组装、生长来实现的，是一种简便、有效的方法。软模板法是通过表面活性剂、嵌段共聚物和前驱体之间的离子键、氢键以及范德华力等的协同作用，将表面活性剂和前驱体自发的组装成有序介观结构的复合物，除去表面活性剂后便得到多孔材料。然而，传统的硬模板法费时且致使成本增加等不利因素；而软模板法所得介孔碳材料孔径尺寸相对偏低，限制了其在生物大分子比如蛋白质、氨基酸等的吸附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔石墨化碳材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：/n1)以低分子量的聚碳硅烷(LPCS)和羰基铁为原料，十氢萘为反应溶剂，制备以PCS为壳、多核碳基铁衍生物为核(多核羰基铁@PCS)的溶胶粒子；/n2)将步骤1)中得到的溶胶粒子与沥青在十氢萘溶液中混合，并通过减压蒸馏去除溶剂，获得沥青包裹的多核碳基铁衍生物；/n3)将步骤2)中得到的沥青包裹的多核碳基铁衍生物在高温下氧化交联、热解，使沥青碳化，同时将内核的多核碳基铁衍生物通过“有机-无机”转变，生成无机金属化合物；/n4)将步骤3)中得到的样品经氢氟酸刻蚀，去除内部金属硅化物，制得中空的多孔石墨化碳材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种多孔石墨化碳材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)以低分子量的聚碳硅烷(LPCS)和羰基铁为原料，十氢萘为反应溶剂，制备以PCS为壳、多核碳基铁衍生物为核(多核羰基铁@PCS)的溶胶粒子；
2)将步骤1)中得到的溶胶粒子与沥青在十氢萘溶液中混合，并通过减压蒸馏去除溶剂，获得沥青包裹的多核碳基铁衍生物；
3)将步骤2)中得到的沥青包裹的多核碳基铁衍生物在高温下氧化交联、热解，使沥青碳化，同时将内核的多核碳基铁衍生物通过“有机-无机”转变，生成无机金属化合物；
4)将步骤3)中得到的样品经氢氟酸刻蚀，去除内部金属硅化物，制得中空的多孔石墨化碳材料。


2.如权利要求1所述一种多孔石墨化碳材料的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述PCS选择低分子量的PCS。


3.如权利要求1所述一种多孔石墨化碳材料的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述反应溶剂选自十氢萘。


4.如权利要求1所述一种多孔石墨化碳材料的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述溶胶粒子的粒径通过改变PCS、Fe(CO)5、C10H18采用的质量比(0...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘安华，吴泳峰，苏智明，陈绍鸿，余兆菊，
申请(专利权)人：厦门大学深圳研究院，厦门大学，
类型：发明
国别省市：广东;44