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一种孔径稳定可调且均匀碳基多孔材料的制备方法技术

技术编号:42244893 阅读:32 留言:0更新日期:2024-08-02 13:55
本发明专利技术提供了一种孔径稳定可调且均匀碳基多孔材料的方法,将一定比例的高残碳树脂和造孔剂在液相状态下进行混合,待其呈现合适的粘稠状态后进行干燥,干燥后磨粉,得到混合粉A,将混合物A和短切碳纤维进行混合得到混合物粉B,将混合粉B进行热压得到初级薄片样品,再进行高温梯度烧制得到碳基多孔材料。本方法具有工艺简单,成本低,易于实现且生产能耗低用时短等优点,可在200‑1600℃的温度范围内实现烧结成型,明显简单于纺丝、抄纸法制备成型,同时该方法所生产的碳基多孔材料,界面结合好,孔径稳定并分布均匀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳纤维材料制备,具体涉及一种孔径稳定可调且均匀碳基多孔材料的方法。


技术介绍

1、碳基多孔材料具有丰富的孔结构和可设计性,良好的化学稳定性和热稳定性,因其独特的结构和性能成为低成本、可持续、高效的能源材料之一,并在航空航天、汽车制造、能源存储等领域被广泛的应用。碳基多孔材料的构建方法很多,如活化法,利用传统的碳化活化方法制备碳基多孔材料,但这往往是无序的,很难控制其孔道的形状和孔径的大小与分布;又如模板法,利用模板以此来制得有序孔道结构的多孔材料,但是该方法制备的过程比较复杂,性能不够稳定。

2、碳基多孔材料可应用于氢燃料电池、液流电池等多种电池部件上,目前,对氢燃料电池部件的研究多采用抄纸法,该方法制得的材料孔径无法做到稳定均匀分布,且高温压制时间长会造成低效率、高耗能问题,现有技术还存在残碳率低,热收缩性差等问题,并且抄纸工艺也可能会导致水污染。液流电池部件多采用碳化物前驱体(如聚合物、有机物、金属有机框架等)经过热处理或化学处理的方法制备,可以有效控制材料的孔隙结构、比表面积和导电性能,但由于该反应体系催化活性低,进而影响反本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种孔径稳定可调且均匀碳基多孔材料的方法,其特征在于:将高残碳树脂和造孔剂加入溶剂中进行混合获得浆料,干燥,磨粉,获得混合粉A与短切碳纤维进行混合获得混合粉B,热压成型获得压坯,再将压坯梯度烧结即到碳基多孔材料。

2.根据权利要求1所述的一种孔径稳定可调且均匀碳基多孔材料的方法,其特征在于:所述高残碳树脂选自纯度≥99.95%的酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚醚醚酮树脂、聚酰胺树脂、聚四氟乙烯树脂中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种孔径稳定可调且均匀碳基多孔材料的方法,其特征在于:所述造孔剂选自无机造孔剂、有机造孔剂、高分子微球中的至少一种,所述无...

【技术特征摘要】

1.一种孔径稳定可调且均匀碳基多孔材料的方法,其特征在于:将高残碳树脂和造孔剂加入溶剂中进行混合获得浆料,干燥,磨粉,获得混合粉a与短切碳纤维进行混合获得混合粉b,热压成型获得压坯,再将压坯梯度烧结即到碳基多孔材料。

2.根据权利要求1所述的一种孔径稳定可调且均匀碳基多孔材料的方法,其特征在于:所述高残碳树脂选自纯度≥99.95%的酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚醚醚酮树脂、聚酰胺树脂、聚四氟乙烯树脂中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种孔径稳定可调且均匀碳基多孔材料的方法,其特征在于:所述造孔剂选自无机造孔剂、有机造孔剂、高分子微球中的至少一种,所述无机造孔剂选自碳酸钙、碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、醋酸锌中的至少一种,有机造孔剂选自淀粉、聚甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、尼龙纤维中的至少一种;

4.根据权利要求1所述的一种孔径稳定可调且均匀碳基多孔材料的方法,其特征在于:所述溶剂选自醇类、水、醚类、酮类中的至少一种;

5.根据权利要求1所述的一种孔径稳定可调且均匀碳基多孔材料的方法,其特征在于:所述混合的方式为超声,所述超声的频率...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨丽吕晨伍翠兰付帮帮
申请(专利权)人:湖南大学
类型:发明
国别省市:

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