一种多孔碳复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种多孔碳复合材料及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一种多孔碳复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于碳材料
，具体涉及一种多孔碳复合材料及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]如今，多孔碳材料在催化
、
吸附
、
储气等领域以发挥出了不可替代的作用
。
其丰富的孔结构
、
巨大的比表面积以及低廉的成本是其能够在各种领域拥有优势的主要原因
。
然而，以上产业并未对多孔碳的孔结构有十分精细的需求，因此多孔碳材料虽然具备较高的产能，但对于精细调控孔结构的技术储备不足
。
随着能源行业的高速发展，制备具有
1nm
～
20nm
的孔隙的多介孔碳被认为是帮助硅碳负极突破现有性能至关重要的一步
。
为此，国内外研究者们投入了大量的精力去研究多介孔碳的制备方法
。
[0003]多介孔碳的制备方法往往倾向于利用刻蚀或活化等手段在碳材料的表面和内部产生孔洞
。“Highly thermal conductive 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)
将配位剂
A、
至少一种
A(OR1)4和溶剂
A
混合，加热，得到混合液
A
；将配位剂
A、
至少一种
B(OR2)5和溶剂
B
混合，加热，得到混合液
B
；其中，
A
表示第
IVB
族的元素，
B
表示第
VB
族的元素；
R1和
R2各自独立地表示
C1
‑
C5
的烷基；
(2)
将混合液
A
和混合液
B
混合，向其中加入节点剂溶液后，反应，得到反应液；
(3)
将步骤
(2)
得到的反应液干燥，固化，得到多孔纳米棒；
(4)
将多孔纳米棒粉碎，煅烧，沉积碳，得到多孔碳复合材料
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述配位剂
A
和配位剂
B
各自独立地选自乙酰丙酮
、
乙二胺四乙酸或羟基亚乙基二膦酸中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述
A
选自
Zr、Hf
或
Ti
，进一步优选为
Ti
；优选地，所述
B
选自
Ta
或
Nb
；优选地，所述
R1和
R2各自独立地表示正丙基
、
异丙基
、
正丁基或异丁基中的任意一种，进一步优选为异丙基或异丁基；优选地，所述
A(OR1)4选自
Zr(OPr
i
)4、Hf(OBu
i
)4或
Ti(OPr
i
)4中的任意一种；优选地，所述
B(OR2)5选自
Ta(OPr
i
)5或
Nb(OPr
i
)5；优选地，所述溶剂
A
和溶剂
B
各自独立地选自乙二醇二乙醚
、
乙二醇二甲醚
、
乙二醇乙醚
、
乙二醇甲醚
、
四氢呋喃或甲基叔丁基醚中的任意一种或至少两种的组合
。3.
根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述配位剂
A
和
A(OR1)4的物质的量之比为
(0.1
～
2):1
；优选地，所述溶剂
A
和
A(OR1)4的物质的量之比为
(0.5
～
2):1
；优选地，所述配位剂
B
和
B(OR2)5的物质的量之比为
(0.1
～
2):1
；优选地，所述溶剂
B
和
B(OR2)5的物质的量之比为
(0.5
～
2):1
；优选地，步骤
(1)
所述加热的温度为
45
～
85℃。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述混合液
A
和混合液
B
混合的温度为
40
～
90℃
；优选地，所述节点剂选自均苯三甲酸
、
均苯三乙酸
、
均苯三甲酸甲酯
、
均苯三甲酸乙酯
、
均苯三乙酸甲酯
、
均苯三乙酸乙酯
、
对苯二甲酸中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述节点剂溶液的质量百分含量为
10
～
50
％；优选地，所述节点剂溶液的溶剂为包括水和醇类化合物的组合；优选地，所述醇类化合物选自正丙醇
、
异丙醇或异丁醇中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述水和醇类化合物的质量比为
1:(3
～
5)
；优选地，步骤
(2)
加入的节点剂和
A(OR1)4的物质的量之比为
(0.2
～
1.33):1
；优选地，加入所述节点剂溶液的温度为
70
～
95℃
；优选地，加入所述节点剂溶液的方法包括滴加；优选地，所述滴加的速率为
0.25
～1滴
/s
；优选地，步骤
(2)
所述反应的温度为
105
～
125℃
；优选地，步骤
(2)
所述反应的时间为2～
4h。
5.
根据权利要求1‑4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤
(3)
所述干燥的方法包括真空干燥；优选地，所述真空干燥的温度为
45
～
55℃
；优选地，所述真空干燥的时间为
10
～
15h
；优选地，所述固化反应的温度为
110
～
130℃
；优选地，所述固化反应的时间为
10
～
15h
；优选地，步骤
(4)
所述沉积碳的方法包括：将煅烧后的多孔纳米棒置于
CVD
沉积炉中，通入碳源，沉积碳
。6.
根据权利要求1‑5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述多孔碳复合材料的制备方法具体包括如下步骤：
(1)
将配位剂
A、
至少一种
A(OR1)4和溶剂
A
混合，在
45
～
85℃
下加热混合均匀，得到混合液
A
；将配位剂
A、
至少一种
B(OR2)5和溶剂
B
混合，加热混合均匀，得到混合液
B
；其中，
A
表示
Zr、Hf
或
Ti
，

【专利技术属性】
技术研发人员：杜宁，薛宇峰，邱小玉，余丽，闫允涛，张驰，杨雯月，岳敏，
申请(专利权)人：碳一新能源杭州有限责任公司浙江锂宸新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：