一种负载有过渡金属氧化物的多孔碳材料、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开一种负载有过渡金属氧化物的多孔碳材料、其制备方法及应用，属于碳纳米材料技术领域。本发明专利技术所述负载有过渡金属氧化物的复合碳材料，具有分级孔结构，是由碳源、活化剂和过渡金属盐按一定比例混合后充分反应，并经高温煅烧处理制备而成。该复合碳材料可作为电极材料，用于制备电极，并能够对含有顺式二羟基的生物分子进行特异性识别和检测。羟基的生物分子进行特异性识别和检测。羟基的生物分子进行特异性识别和检测。

【技术实现步骤摘要】
一种负载有过渡金属氧化物的多孔碳材料、其制备方法及应用


[0001]本专利技术属于碳纳米材料
，具体涉及一种负载有过渡金属氧化物的多孔碳材料、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]电极材料是决定电化学性能的主要因素，多孔碳材料由于具有较高的比表面积、优异的电子传导性、较高的化学稳定性、较宽的工作温度范围、较宽的工作电位范围和相对较低的成本等优点被广泛应用于电化学传感、储能、电池等领域。目前，具有分级孔结构的多孔碳材料的研究主要集中在制备具有较高比表面积、合理孔径分布和较小内阻的多孔碳材料。电极材料的电化学性能是材料孔道结构和表面化学组成等几个因素综合作用的结果。其中，微孔和介孔结构对多孔碳材料的电化学性能起重要作用，具有多孔结构的碳材料为电解液离子的传输提供通道，支配着电解液扩散的速度；同时，有利于活性物质的均匀负载，因此是一种良好的电极材料载体。
[0003]目前，制备分级多孔骨架的方法主要包括硬模板法、软模版法和高温强碱活化法等。由于硬模板法需要外加酸性试剂除去，生产过程繁琐，同时消耗大量的酸性试剂，价格昂贵，不符合绿色发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载有过渡金属氧化物的多孔碳材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：按质量比1:1～5:0.5～3将碳源、活化剂和过渡金属盐混合，溶于有机溶剂中，80～100℃条件下充分搅拌，蒸干溶剂，得到灰黑色固体；将灰黑色固体置于惰性气体中，控制升温速率为3～10℃/min，升至500～1000℃，进行高温煅烧处理，煅烧时间为1～5h，得到黑色固体；将黑色固体进行洗涤，过滤以及真空干燥，获得具有分级孔结构的复合碳材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳源为煤沥青、石油沥青、湖沥青、岩沥青中的一种或几种；优选地，所述活化剂为可溶性氯化盐，选自氯化钠、氯化钾、氯化锂以及氯化钙中的一种或几种；优选地，所述过渡金属盐为碱式碳酸铜、碱式碳酸锌、碱式碳酸镍、碳酸铁、碱式碳酸钴、碳酸钴、碳酸铜、碳酸锌以及碳酸镍中的一种或几种；优选地，所述有机溶剂为氮甲基吡咯烷酮、二甲苯、四氯化碳以及四氢呋喃中的一种或几种；优选地，所述惰性气体为氮气或氩气。3.权利要求1～2所述方法制备的负载有过渡金属氧化物的多孔碳材料。4.权利要求3所述多孔碳材料在电极、电容器或者电池的制备以及催化或者吸附领域中的应用。5.一种金属氧化物
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多孔碳/玻碳电极的制备方法，其特征在于，步骤如下：将权利要求3所述的负载有过渡金属氧化物的多孔碳材料分散于分散剂中，形成浓度为1～5mg/mL的分散液，将5～20μL分散液均匀滴涂于玻碳电极表面，自然晾干，得到金属氧化物
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多孔碳/玻碳电极。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂为乙醇、N,N
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二甲基甲酰胺、水、聚偏氟乙烯、壳聚糖溶液、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠溶液以及全氟磺酸
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聚四氟乙烯共聚物中的一种或几种。7.一种硼酸/金属氧化物
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多孔碳/玻碳电极的制备方法，其特征在于，步骤如下：将权利要求5～6任一项所述的金属氧化物
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多孔碳/玻碳电极依次放入交联剂A溶液、羧基硼酸溶液、交联剂B溶液、氨基硼酸溶液中各30分钟，每次进行溶液转换时均用蒸馏水对电极进行清洗，最终得到硼酸/金属氧化物
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多孔碳/玻碳电极；所述交联剂A溶液，是由1
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(3
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二甲氨基丙基)
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乙基碳二亚胺盐酸盐溶解于pH值4～6，浓度1～8mmol/L的PBS缓冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁永玲，孙华东，庞来学，张京楼，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：