一种制备介孔碳材料的方法与流程

文档序号:11171867阅读:858来源:国知局
本发明属于多孔无机材料合成领域,具体地说是一种介孔碳材料的制备方法。

背景技术:
自从1992年,Mobil公司的科学家们首次运用纳米结构自组装技术制备出具有均匀孔道、孔径可调的介孔氧化硅MCM-41以来,介孔材料很快成为多孔材料领域研究的热点。随着研究的深入,介孔材料的组成基体材料也由氧化硅,扩展到碳材料、氧化铝、磷酸盐等等。碳材料是一种应用广泛多孔材料,所以研制不同孔径和孔结构的介孔碳材料,不仅可以扩展碳材料的应用范围,更可以大幅提高碳材料的功能。现有技术中制备介孔碳材料的方法也比较多,如CN102774822A,介孔碳材料的制备方法,将聚丙烯酞胺与ZnO纳米粒子混合,搅拌和超声波分散,得到高分散的胶体溶液;再经干燥后得到单分散ZnO纳米粒子/聚丙烯酞胺纳米复合物;最后炭化,酸处理得到介孔碳。该发明制备的介孔碳的孔径分布和单分散ZnO纳米粒子的粒子大小分布一致,是一种典型的硬模板法制备多孔材料的方法。CN101486459A,大块状有序介孔碳材料及其制备方法,采用表面活性来制备有序介孔碳,介孔碳的孔径为5.2nm。具体的操作步骤是:1.将间苯二酚、表面活性剂F127、乙醇、蒸馏水的混合,控制其pH值为弱酸性;2.加入甲醛溶液,搅拌得到低聚resol树脂/F127复合物;3.反应2h后转入反应釜中,50℃老化两天;4.600℃碳化,得到有序介孔碳。但是需要使用昂贵的试剂表面活性剂F127。CN103043644A,粒状化碳介孔结构体的制备方法,则是将二氧化硅前体、碳前体、气孔形成剂混合进行反应制备出粉末状二氧化硅-碳前体-气孔形成剂的复合体;再将复合体和有机结合剂混合制备成型前体;接着挤压或注塑成型前体来制备粒状化成型体;最后锻烧,蚀刻制备出介孔碳材料。但是该发明中使用了昂贵的试剂如P123等或表面活性剂,致使制备成本较高。CN10C2924715A,一种双介孔的有序介孔碳/聚苯胺纳米线复合材料的制备方法及其应用,用三嵌段聚合物F127为结构导向剂,水溶性A阶酚醛树脂为碳前躯体,正硅酸乙脂为造孔剂,先合成了碳壁上嵌有二氧化硅纳米颗粒的有序介孔碳;然后通过化学氧化聚合法使聚苯胺纳米线阵列均匀包覆在上述复合物表面,最后除去二氧化硅颗粒后得到双介孔的有序介孔碳/聚苯胺纳米线复合材料。CN103466598A,基于生物质基制备含氮有序介孔碳材料的方法,将含有亚胺基的聚合物与可与亚胺基进行配位的金属离子的化合物加水溶解,配制成结构导向剂溶液;再将生物质酚取代部分苯酚与糠醛经酚醛缩合反应制得的酚醛缩合低聚物加入到上述结构导向剂溶液中;最后碳化得到介孔碳材料。现有介孔碳材料的制备技术仍有一些缺陷需要克服,比如大多需要使用昂贵的表面活性剂等有机物,致使制备成本过高,不利于工业化生产。因此,研究新型的,尤其是廉价高效的介孔碳材料的制备方法就具有十分现实的意义。

技术实现要素:
针对现有技术的不足,本...
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