一种高介孔率的介孔炭材料的制备方法和在硅碳负极中的应用技术

本发明专利技术提供了一种高介孔率的介孔炭材料的制备方法和在硅碳负极中的应用。本发明专利技术用苯乙烯、(甲基)丙烯酸(酯)类化合物、乙烯基硅烷类化合物作为共聚单体制备了有机硅改性苯丙乳液，然后将生物质粉末、有机硅改性苯丙乳液、表面活性剂、氢氧化钠溶液混合均匀、干燥、惰性氛围下加热进行炭化、冷却、洗涤、烘干得预制介孔活性炭，之后浸渍于环氧基硅烷偶联剂溶液中，浸渍结束后取出，干燥，在惰性气氛下加热，冷却、洗涤、烘干，得到高介孔率的介孔炭材料；将介孔炭材料和石墨，硅粉混合后制备为硅碳复合负极材料。所得硅碳复合负极材料特别适合作为钠离子电池负极活性材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于介孔炭材料，具体涉及一种高介孔率的介孔炭材料的制备方法和在硅碳负极中的应用。

技术介绍

1、介孔活性炭是指孔径介于2-50nm的一类多孔材料，其具有极高的比表面积、规则有序的孔道结构、狭窄的孔径分布、孔径大小连续可调等特点，使得它在吸附、分离，尤其是催化反应中发挥作用，另外，也可以用于制备硅碳负极。我国具有丰富的生物质资源基础，而废弃生物质含碳率高且多富含木质纤维素，具有良好的材料基础，利用废物生物质进行活性炭生产具有巨大的潜在价值和良好的可行性。

2、硅碳负极材料具有储锂容量高，导电性好的特点，有望取代石墨成为高能量密度锂离子电池的负极。目前硅-碳复合材料主要制备方法是包覆法和嵌入法，包覆法一般采用气相沉积，但是气相沉积工艺要求较高，存在碳包覆层不均匀的问题，限制了材料的应用。嵌入法对制备工艺相对要求较低，但是电化学性能提升有限，特别是模板剂的使用，往往导致所得材料介孔结构不够丰富。

3、cn105489891a公开了一种锂离子电池用高容量硅基负极材料的制备方法，本专利技术制备的锂离子电池用硅基复合负极材料，采用了特本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高介孔率的介孔炭材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述(甲基)丙烯酸选自丙烯酸、甲基丙烯酸中的至少一种；所述(甲基)丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯中的至少一种；所述单官能度乙烯基硅烷类化合物选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷中的至少一种，所述双官能度乙烯基硅烷为四甲基二乙烯基二硅氮烷；

3.根据权利要求2所述的制备方法，...

【技术特征摘要】

1.一种高介孔率的介孔炭材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述(甲基)丙烯酸选自丙烯酸、甲基丙烯酸中的至少一种；所述(甲基)丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯中的至少一种；所述单官能度乙烯基硅烷类化合物选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷中的至少一种，所述双官能度乙烯基硅烷为四甲基二乙烯基二硅氮烷；

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述乙烯基硅烷类化合物为单官能度乙烯基硅烷和双官能度乙烯基硅烷按照质量比2.7-3.5:1的复配。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，炭化温度为800-900℃，炭化时间为1-2h；步骤(2)中，加热温度为200-300℃，加热时间为2-4h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述生物质粉末粒径为50-60目，所述生物质选自木材、椰壳、竹块、核桃壳中的一种或两种的组合；所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基苯磺酸钠中的至少一种；所述氢氧化钠溶液的质量分数为40-50wt％；...

【专利技术属性】
技术研发人员：官忠明，林树，林鹂，陈烁宇，刘飞峰，席维城，陈彪，陈建州，李浩彬，
申请(专利权)人：福建省鑫森炭业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：