中孔炭材料及其制备方法

专利名称：中孔炭材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于先进纳米多孔材料与技术领域，具体涉及一种中孔炭材料及其制备方法。
背景技术：
多孔炭材料中的孔隙按照国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的分类可分为微孔(孔径< 2nm)、中孔(2 50nm)和大孔(> 50nm)。传统的活性炭材料孔径分布主要是在微孔范围内，比表面积一般在500-1500m2/g，孔容一般小于lcm3/g，其在新兴高科技领域的应用受到了孔径过小的限制。
二十世纪七十年代之后，出现了采用以氢氧化钾活化法为代表的化学活化法制备所谓超级活性炭(Super activated carbon)的技术,并在八十年代实现工业生产。化学活化法的优点是可以提高多孔炭材料的比表面积(一般可达2000-4000m2/g)，同时在一定程度上提高中孔比率。氢氧化钾化学活化法的突出问题在于生产中产生大量的环境问题，同时高温下大量单质钾溢出活化炉会导致巨大的安全隐患。此外，化学活化法对产品孔结构的调控能力有限，产品难以避免存在大量的微孔，例如专利CN1583550A制备的高比表面积中孔炭即使经过二次活化扩孔后最高中孔率也不超过83%，总孔容不超过2. 4cm3/g。自1999年以来，模板法制备的有序中孔炭(J. Phys. Chem. B, 1999，103 (37)，7743-7746)在科研领域引起广泛关注。模板法又可大致分为硬模板法和软模板法两种。硬模板法通常采用有序中孔氧化硅为模板，其优点是制得的中孔炭材料高度有序，孔径分布可以相对集中。其缺点是过程繁琐，成本非常高，去除氧化硅模板的氢氟酸具强腐蚀性及挥发性，易污染环境，难以实现产业化。软模板法，又可称为超分子自组装法，因为其不需要使用和去除氧化硅模板，相对硬模板法可以减少生产步骤，节约成本。但是软模板法同样需使用高分子嵌段共聚物非离子表面活性剂作为软模板，并且该软模板经炭化阶段后无法再生使用，其较高的价格依然是决定产品中孔炭成本的瓶颈，制约了该方法大规模应用的前景。而且，软模板法存在炭化过程骨架收缩严重，得到有序中孔炭材料孔容偏低的缺点。例如专利CN101955180A制得的有序中孔炭材料孔容大多仅在O. 30cm3/g-0. 45cm3/g范围之间。又例如专利CN101823706A制得的有序中孔炭材料从TEM照片看其有序孔径可超过10nm，但孔壁厚度却在5-25nm的范围之间，孔容也只是在O. 3-lcm3/g之间。有机气(冷冻)凝胶炭化法制备的炭气(冷冻)凝胶也是一种中孔炭材料，比表面积一般是200-1100m2/g，孔隙率高，典型孔隙尺寸小于50nm，孔径分布的可控性差，恰好与有序中孔炭的特点相反。因为制备有机气(冷冻)凝胶需要超临界干燥或冷冻干燥等特殊干燥手段，设备成本高，工艺复杂，其商业化应用受到很大限制。综上所述，除了硬模板法之外，其它的中孔炭制备方法在孔径分布的可控性方面都存在明显弱点。而针对有序中孔氧化硅模板的高成本和需要氢氟酸去除模板的缺点，非氧化硅硬模板制备中孔炭的研究也有一些报导，比较有代表性的是稻垣道夫(MichioInagaki)等关于氧化镁模板制备中孔炭的研究(Carbon，2010，48 (10)，2690-2707)。他们的方法是氧化镁模板或氧化镁前体与一种炭前驱体按照不同比例混合，经过惰性气氛保护下700-1000°C炭化，再以稀酸去除氧化镁模板获得中孔炭。该方法得到中孔炭的最高比表面积可达2000m2/g。
氧化镁模板采用两种方式获得1.直接采用一种粒径大致在IOOnm左右的试剂氧化镁；2.采用受热易分解成氧化镁的盐类化合物。这些镁盐包括乙酸镁、柠檬酸镁、葡萄糖酸镁和碱式碳酸镁。
炭前驱体可分为三类1.高聚物，包括聚乙烯醇(PVA)、羟丙基纤维素(HPC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酰胺(PAM)、和聚酰亚胺(PI) (聚均苯四甲酸酐(PMDA)/4，4’_ 二氨基联苯醚(ODA)) ；2.三羟甲蜜胺(TMM) ；3. 一种煤焦浙青。
氧化镁模板或模板前体与炭前驱体的混合方式分为两种1.粉末混合；2.溶液混合。炭化后氧化镁模板上形成的炭层厚度大体上可以认为是在一定范围内由混合比例所主导，更少的氧化镁比例形成更厚的炭层厚度。
粉末混合试剂氧化镁/PVA经过炭化和去模板后获得的多孔炭产物的孔径分布以微孔为主。试剂氧化镁/HPC和试剂氧化镁/PET获得的多孔炭产物的孔径分布以中孔为主， 但BET比表面积偏低，没有超过800m2/g。
煤焦浙青因为在炭素工业大量应用并且具有高残炭率，所以也被作为炭前驱体加以研究(Carbon，2007，45，1121-1124)。粉末混合乙酸镁/煤焦浙青制多孔炭的产物孔径分布以中孔为主，最佳混合比例是氧化镁/煤焦浙青=7/3,BET比表面积1187m2/g，最大中孔孔容约3. lcm3/g，最可几孔径约13nm。粉末混合柠檬酸镁/煤焦浙青制多孔炭的产物孔径分布也以中孔为主，BET比表面积最大的混合比例是氧化镁/煤焦浙青等于10/0，也就是纯柠檬酸镁的炭化产物，BET比表面积约1600m2/g，最大中孔孔容小于乙酸镁/煤焦浙青制多孔炭，只有约I. 3cm3/g,最可几孔径约5nm。
粉末混合乙酸镁/PVA经过炭化和去模板后获得的多孔炭产物含较多微孔，效果不佳。10°C /min的升温速率比5°C /min的升温速率导致更高的微孔比表面积。
粉末混合柠檬酸镁/PVA经过炭化和去模板后获得的多孔炭产物的孔径分布以中孔为主。混合比例氧化镁/PVA大于5/5以上的比表面积差别不大，最大中孔孔容约I. 7cm3/ g，最可几孔径约5nm。
纯葡萄糖酸镁于900°C炭化的残炭率约26%，几乎与柠檬酸镁一样(Carbon， 2007，45，209-211)。葡萄糖酸镁/PVA经过炭化和去模板后获得的多孔炭产物最大比表面积约1400m2/g，最可几孔径2-4nm，微孔比率高于柠檬酸镁/PVA多孔炭。
乙酸镁、柠檬酸镁和PVA都溶于水，因此用乙酸镁水溶液或柠檬酸镁水溶液与PVA 水溶液按不同比例混合，干燥之后900°C炭化作为溶液混合的实例被加以研究。溶液混合乙酸镁/PVA(MgO/PVA比例7/3)多孔炭产物的BET比表面积可高达1800m2/g，远高于粉末混合乙酸镁/PVA的1080m2/g。可见溶液混合乙酸镁/PVA与粉末混合相比，混合更加均匀，效果明显要好。两种不同的混合方式对柠檬酸镁/PVA制多孔炭最终产物的影响不大，原因可解释为柠檬酸镁/PVA炭化的炭产物同时来源于PVA和柠檬酸的炭化，所以混合均匀与否的影响不是很大。
氧化镁模板法制中孔炭的优势主要有三点1.模板氧化镁易于被非强腐蚀性稀酸去除，包括有机弱酸如乙酸或柠檬酸等。2.模板氧化镁被乙酸或柠檬酸等溶解后可作为模板循环使用，有效节约成本，减少环境污染。3.产物中中孔的大小与体积可由模板氧化镁的粒径大小调控。例如，制备中孔孔径2-4nm的中孔炭可选用葡萄糖酸镁为模板前体，中孔孔径5nm左右的中孔炭可选用柠檬酸镁为模板前体，中孔孔径13nm左右的中孔炭可选用乙酸镁为模板前体。稻垣道夫等的氧化镁模板炭前驱体混合法除了以上优点之外，在制备中孔炭材料的可控性方面仍存在一些欠缺。例如1.稻垣方法对制备中孔孔径分布在2nm-15nm范围内的多孔炭提供了比较有效的调控手段，也就是分别选择葡萄糖酸镁、柠檬酸镁或乙酸镁作为模板前体来调控孔径。但是该方法对制备中孔孔径分布在20nm-50n m范围内具较大中孔孔径的多孔炭没能提供有效实例进行研究。2.稻垣方法使用的葡萄糖酸镁和柠檬酸镁模板前体本身就有相当高的高温残炭率，导致即使不混合任何其它炭前驱体，纯葡萄糖酸镁或柠檬酸镁炭化制得最终多孔炭成品的中孔壁厚也只能是纳米级的厚度，向更薄孔壁方向的调控受到方法本身完全的限制。这也是其论文中采用葡萄糖酸镁和柠檬酸镁模板前体制备的多孔炭最高比表面积不能超过1600m2/g，小于乙酸镁模板前体制备多孔炭最高比表面积的原因所在。

发明内容
本发明秉承实施表面分子工程学的理念，提出了固体表面催化聚合反应的概念。本发明的方法可概述为氧化镁模板表面聚合炭化制备中孔炭材料的方法。故本发明的目的是提供一种中孔炭材料及其制备方法。本发明利用了氧化镁模板具备碱性，可催化酚类化合物与醛类化合物聚合的特点，使用小分子的酚类和醛类化合物为原料，在氧化镁模板的表面发生催化聚合反应，生成薄层的酚醛树脂，再经高温炭化，去除模板两个步骤，最终获得高性能的薄壁中孔炭材料。该方法，为如下方法一或方法二，其中，方法一包括如下步骤I)将液态醛类化合物、酚类化合物和氧化镁模板混匀进行聚合反应，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁；或者，将固态醛类化合物或所述液态醛类化合物或气态醛类化合物、酚类化合物和氧化镁模板于溶剂中混匀进行聚合反应，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁；2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温升温后进行炭化，得到炭包覆的氧化镁；3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁与酸混匀使氧化镁溶解，得到所述中孔炭材料。方法二包括如下步骤I)将液态醛类化合物、酚类化合物和氧化镁模板混匀进行聚合反应，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁；或者，将固态醛类化合物或液态醛类化合物或气态醛类化合物、酚类化合物和氧化镁模板于溶剂中混匀进行聚合反应，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁；2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温升温后进行炭化，得到炭包覆的氧化镁；
3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁、所述液态醛类化合物和所述酚类化合物混匀进行所述聚合反应，反应完毕得到树脂二次包覆的氧化镁；
或者，将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁、所述固态醛类化合物或所述液态醛类化合物或气态醛类化合物和所述酚类化合物于所述溶剂中混匀进行聚合反应，反应完毕得到树脂二次包覆的氧化镁；
4)在惰性气氛中，将所述步骤3)所得树脂二次包覆的氧化镁由室温升温后进行炭化，得到炭二次包覆的氧化镁；
5)将所述步骤4)所得炭二次包覆的氧化镁与酸混匀使氧化镁溶解，得到所述中孔炭材料。
上述两方法中，所述液态醛类化合物均选自乙醛、丙醛、丁醛、己醛、丙烯醛、巴豆醛、糠醛、苯甲醛、苯乙醛、肉桂醛、水杨醛、乙二醛和三聚乙醛中的至少一种，优选糠醛和苯甲醛中的至少一种；
所述固态醛类化合物均选自三聚甲醛、多聚甲醛、苯二甲醛和香草醛中的至少一种，优选三聚甲醛和多聚甲醛中的至少一种；
所述气态醛类化合物均选自甲醛和乙醛中的至少一种，优选甲醛；
所述酚类化合物均选自苯酚、苯二酚、苯三酚、甲酚、二甲酚、叔丁基苯酚、烯丙基苯酚、百里酚、甲氧基酚、萘酚和腰果酚中的至少一种，优选苯酚、苯二酚和甲酚中的至少一种；
所述溶剂均选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、正己醇、环己醇、乙二醇、丙二醇、乙醚、四氢呋喃、丙酮、丁酮、糠醛、苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯和二甲基亚砜中的至少一种，优选乙醇、叔丁醇和甲苯中的至少一种。
模板氧化镁可以使用不同比表面积的氧化镁。高比表面积的氧化镁意味着更小的氧化镁粒径，适合作为小孔径中孔炭的模板；低比表面积的氧化镁意味着更大的氧化镁粒径，适合作为大孔径中孔炭的模板。普通的试剂氧化镁一般比表面积较低，粒径分布较宽，但廉价易得，仍然可作为本发明制备高性能中孔炭材料的模板。对有特殊要求的中孔炭材料，可选择专门适合的纳米氧化镁商品，或是自制氧化镁模板使用。本发明使用的氧化镁模板的比表面积范围可以是10m2/g-1OOOmVg，优选20_600m2/g具体可为20_428m2/g、 36-40 lm2/g、39-369m2/g、47-228m2/g 或 20_196m2/g。
所述固态醛类化合物或所述液态醛类化合物或气态醛类化合物、酚类化合物和比表面积为10m2/g-30m2/g的所述氧化镁模板的用量比均为O. 4g-900g lg_80g IOOg,优选 O. 6g-50g I. 5g-27g 100g，具体可为 O. 085 O. 05 I ；
所述固态醛类化合物或所述液态醛类化合物或气态醛类化合物、酚类化合物和比表面积为31m2/g-100m2/g的所述氧化镁模板的用量比均为0.8g-900g 2g-110g 100g, 优选 1.3g-80g 3g-45g 100g,具体可为 0.04-6 0. 07-0. 2 I、 0. 05-0. 17 0. 07-0. 2 1,0. 08-0. 15 0. 07-0. 2 1,0. 09-0. I 0. 07-0. 2 I、 0.04-6 0.09-0. 2 1、0·05-0·17 0.09-0. 2 1,0.08-0. 15 0.09-0. 2 I、 0. 09-0. I 0. 09-0. 2 1,0. 04-6 0. 1-0. 2 1,0. 05-0. 17 0.1-2 I、 0. 08-0. 15 0. 1-0. 2 1,0. 09-0. I 0. 1-0. 2 I ；
所述固态醛类化合物或所述液态醛类化合物或气态醛类化合物、酚类化合物和比表面积为101m2/g-300m2/g的所述氧化镁模板的用量比均为I. 5g-900g ；4g-140g 100g，优选 3g-100g 7g_65g 100g，具体可为 0· 17-7 O. 12-0. 25 I、O. 5-4. 6 O. 12-0. 25 1,0. 17-7 O. 12-0. 2 1,0. 5-4. 6 O. 12-0. 2 I ；所述固态醛类化合物或所述液态醛类化合物或气态醛类化合物、酚类化合物和比表面积为301m2/g-1000m2/g的氧化镁模板的用量比均为4g-900g : 10g-180g : IOOg,优选7g-180g 15g-110g 100g，具体可为 0. 2-0. 8 0. 3-0. 6 1,0. 3-0. 5 0. 3-0. 6 I、0. 4-0. 8 0. 3-0. 6:1。所述聚合反应步骤中，温度均为30_180°C，优选80_120°C，更优选90°C，时间均为1-72小时，优选3-6小时。所述惰性气氛均选自氮气气氛、氦气气氛和氩气气氛中的至少一种，优选氮气或氩气气氛；所述由室温升温步骤中，升温速率均为1-50°C /min，优选5-10°C /min ;所述炭化步骤中，温度均为 600-1500°C，具体可为 600-1100°C、600-1000°C、600-90(rC、 600-800 °C >800-1100 °C >800-1000 °C >800-900 °C >900-1100 °C >900-1000 0C^; 1000-1100。。，优选700-1200°C，时间均为I分钟至24小时，具体可为0. 5小时-3小时、I小时-3小时或
0.5小时-I小时，优选I小时-6小时。所述酸可为任何可以溶解氧化镁而不产生新的固态不溶物的酸类化合物或其混合物。如可选自无机酸和有机酸中的至少一种；其中，所述无机酸均选自盐酸、硫酸和硝酸中的至少一种，所述有机酸均选自乙酸、柠檬酸和乙二胺四乙酸中的至少一种。酸的用量对氧化镁的量稍过量至大过量均可。搅拌和加热可以加快氧化镁溶解的速度。待氧化镁溶解完全，可过滤、离心或倾析进行固液分离。用纯水对固态产物洗涤数次，至固态产物中镁离子等杂质的含量降低到符合要求为止。所用纯水可以是去离子水、蒸馏水等，如果对最终产物的杂质含量要去不高，也可以使用自来水等。经过洗涤的固态产物通常需要干燥，使其水分含量符合要求。加热、鼓风或者抽真空的方法可以提高干燥的效率。按照上述方法制备得到的中孔炭材料及该中孔炭材料在制备催化剂、吸附材料或电极材料中的应用，也属于本发明的保护范围。按照上述方法制备得到的中孔炭也属于本发明的保护范围。本发明提供的制备中孔炭材料的方法，是一种普适的制备中孔炭材料的方法。在中孔范围内(2nm-50nm)任何孔径和任何孔结构的中孔炭材料，从理论上讲，都可以通过选择适合的氧化镁模板，应用本发明的方法合成而得。上述本发明提供的中孔炭材料，其BET比表面积为1014_2618m2/g，氮吸附总孔容积2. 2-5. 8cm3/g, t-图法微孔率小于4%，平均孔径为3. 7_18nm，最可几孔径为3. 3_43nm。本发明采用小分子的酚类化合物和醛类化合物为原料，通过表面催化聚合的方法，获得的树脂均匀包覆氧化镁，与小分子首先聚合成高聚物，再和氧化镁通过粉末混合或溶液混合得到炭前驱体包覆氧化镁相比，不仅缩短了流程，减少了成本，更重要的是极大地增强了炭前驱体包覆层的均匀性和可调控性。高聚物的特点是分子量巨大，因此在分子尺度上讲也是体积巨大，并且一般分子量都有一个分布，并非完全均一。庞大的分子体积必然妨碍高聚物分子对模板孔隙内表面的均匀覆盖。对小孔径中孔孔隙更是如此，很多情况下只能达到一个填充的效果。经过炭化过程，体积收缩，获得的将是厚壁的产品，而且较厚的中孔孔壁在体积收缩的过程中，也容易产生不少的微孔。如果刻意采用分子量较小的高聚物和相对于模板较少的炭前驱体用量，因为高聚物分子之间一般缺乏有效的键和，经过炭化体积收缩后，可能导致形成的炭层在模板表面的不连续与不完整，去除模板后会发生炭骨架的坍塌，得到比表面积和孔体积变小，中孔率低的产品。
本发明的方法是让小分子的化合物均匀分散到模板的表面，即使是小孔径的中孔孔隙，首先具有了分散方面的优势。然后，由小分子在模板表面利用氧化镁的碱性，催化形成聚合物，保证了聚合物层与模板表面的完全贴合，充分发挥了硬模板法可以通过模板精确控制产物多孔炭孔结构的优势。通过严格控制酚醛树脂前体的用量和聚合条件，可以在氧化镁模板表面形成一种均匀二维网络结构或准二维结构的高分子层，经过高温炭化，得到厚度均匀小于I纳米较连续完整的炭层覆盖氧化镁，去除模板就是高比表面积高孔容高中孔率薄壁中孔炭材料，这是薄壁的优势。如果提高酚醛树脂前体的用量，在氧化镁模板表面形成的均匀二维网络结构会向三维连续结构均匀厚度的高分子层发展，经过高温炭化， 得到的是厚度均匀纳米级连续完整的炭层覆盖氧化镁，去除模板得到可由酚醛树脂前体用量调控孔壁厚度的厚壁中孔炭材料，这是孔壁可均匀调控的优势。
本发明设计巧妙，原料廉价易得，工艺过程简单绿色，产品性能卓越，面向高端应用。本发明提供的中 孔炭材料在保持中孔率超过95%的情况下，最高比表面积可以超过 2600m2/g,最大中孔孔容可以超过5. 5cm3/g。本发明提供的方法,在调控中孔炭材料的孔径分布以及孔壁厚度等方面，拥有目前已知现存技术所无法匹敌的明显优势，值得在催化、吸附、电极材料等领域大力推广应用。


图I为实施例I制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线。
图2为实施例I制备所得中孔炭的特征透射电镜照片。
图3为实施例5制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线。
图4为实施例6制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线。
图5为实施例7制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线。
图6为实施例7制备所得中孔炭的特征透射电镜照片。
图7为实施例8制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线。
图8为实施例9制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线。
图9为实施例10制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线。
图10为实施例11制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线。
图11为实施例11制备所得中孔炭的特征透射电镜照片。
图12为实施例12制备所得中孔炭的特征透射电镜照片。
图13为实施例13制备所得中孔炭的特征透射电镜照片。
图14为实施例14制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线。
图15为实施例14制备所得中孔炭的特征透射电镜照片。
图16为实施例15制备所得中孔炭的特征透射电镜照片。
图17为实施例16制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线。
图18为实施例16制备所得中孔炭的特征透射电镜照片。
图19为实施例17制备所得中孔炭的特征透射电镜照片。图20为实施例21制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线。图21为实施例21制备所得中孔炭的特征透射电镜照片。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。针对多孔炭材料的不同应用，高性能的指标要求会有所不同。例如对于吸附方面的应用而言，高比表面积是一个基本指标，超高比表面积的超级活性炭具有比普通活性炭材料更高的性能。对于选择吸附特定分子尺寸的吸附质而言，只有吸附剂的孔径与被吸附分子或离子的尺寸相匹配，才能获得最大的吸附容量。中孔炭材料的应用，更多的是针对纳米尺度的较大分子或离子，在催化领域，也会涉及到某些纳米粒子。这种情况下，较小孔径空隙的内表面或成为不可及表面或者是难可及表面，对应于这部分表面的比表面积也只能被认为是无效比表面积，而可及表面或者易及表面对应的比表面积才能被称认为是有效比表面积。对中孔炭材料而言，高有效比表面积是对高性能的更进一步指标要求。微孔率的指标结合比表面积的指标在一定程度上反映了中孔炭材料无效比表面积的高低，因为对多数的中孔应用而言，微孔比表面积可以大致全部归属于无效比表面积的范围之内。此外，对高性能中孔炭材料某种具体的应用，特定的孔结构或者孔径分布在相当程度上也是一个专
I 的指标。实施例II)将纳米氧化镁粉末(比表面积369m2/g)4. 6g，间苯二酚I. 4g，糠醛I. 7g，乙醇50mL混匀后于90°C进行聚合反应3小时，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁，再将其烘干；2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温以5°C /min的升温速率升温至KKKTC炭化3小时，得到炭包覆的氧化镁；3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁用lmol/L硫酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性，烘干，得到本发明提供的中孔炭。该中孔炭的BET比表面积2618m2/g，氮吸附总孔容积2. 7cm3/g, t_图法微孔率小于1%，平均孔径4.2nm，最可几孔径3.7nm。图I和图2分别为该实施例制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线和中孔炭的特征透射电镜照片。从图I中可看出该中孔炭的孔径分布较集中；由图2可知，该材料具备中孔薄壁的特征。·实施例2 I)将纳米氧化镁粉末(比表面积401m2/g) 5. 2g，间苯二酚3. Og,质量百分浓度为37%的甲醛水溶液3. 2g，乙醇45mL混匀后于90°C进行聚合反应3小时，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁，再将其烘干；2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温以5°C /min的升温速率升温至KKKTC炭化3小时，得到炭包覆的氧化镁；3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁用2mol/L盐酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性。烘干，得到中孔炭。该中孔炭的BET比表面积1975m2/g，氮吸附总孔容积2. 4cm3/g, t_图法微孔率小于I %,平均孔径4. 8nm,最可几孔径3. 4nm。实施例3 I)将纳米氧化镁粉末(比表面积401m2/g)5. 2g，间苯二酚3. 0g，苯甲醛4. 2g，乙醇50mL混匀后于90°C进行聚合反应3小时，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁，再将其烘干；2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温以5°C /min的升温速率升温至KKKTC炭化3小时，得到炭包覆的氧化镁；3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁用lmol/L硫酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性。烘干，得到中孔炭。该中孔炭的BET比表面积1782m2/g，氮吸附总孔容积I. 6cm3/g, t_图法微孔率小 于5 %,平均孔径3. 7nm,最可几孔径3. 6nm。实施例4 I)将纳米氧化镁粉末(比表面积401m2/g)5.0g，间苯二酚3.0g，多聚甲醛(分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司，产品编号80096692) I. 7g，乙醇50mL混匀后于90°C进行聚合反应3小时，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁，再将其烘干；2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温以5°C /min的升温速率升温至KKKTC炭化3小时，得到炭包覆的氧化镁；3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁用lmol/L硝酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性。烘干，得到中孔炭。该中孔炭的BET比表面积1997m2/g，氮吸附总孔容积2. 4cm3/g, t_图法微孔率小于I %,平均孔径4. 8nm,最可几孔径3. 3nm。实施例5 I)将纳米氧化镁粉末(比表面积428m2/g) 10. 2g，间苯二酚3. 2g，糠醛4. 6g，乙醇60mL混匀后于90°C进行聚合反应3小时，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁，再将其烘干；2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温以5°C /min的升温速率升温至900°C炭化3小时，得到炭包覆的氧化镁；3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁用lmol/L硫酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性。烘干，得到中孔炭。该中孔炭的BET比表面积2175m2/g，氮吸附总孔容积2. 6cm3/g, t_图法微孔率小于I %，平均孔径4. 7nm,最可几孔径3. 7nm。图3为该实施例制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线。由图3可知，该中孔炭的孔径分布较集中。实施例6:按照与实施例5完全相同的步骤，仅将步骤2)炭化温度和时间替换为100(TC炭化3小时，得到中孔炭。该中孔炭的BET比表面积2451m2/g，氮吸附总孔容积3. 2cm3/g, t-图法微孔率小于I %，平均孔径5. 2nm,最可几孔径3. 7nm。图4为该实施例制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线。由图4可知，该中孔炭的孔径分布较集中。实施例7 按照与实施例5完全相同的步骤，仅将步骤2)炭化温度和时间替换为1100°C炭化3小时，得到中孔炭。
该中孔炭的BET比表面积2361m2/g，氮吸附总孔容积3. 5cm3/g, t-图法微孔率小于I %，平均孔径5. 9nm,最可几孔径4. Onm。图5和图6分别为该实施例制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线和中孔炭的特征透射电镜照片。由图5可知，该中孔炭的孔径分布较集中；由图6可知，该材料具备中孔薄壁的特征。
实施例8:
I)将纳米氧化镁粉末(比表面积228m2/g)6.8g，间苯二酚1.5g，糠醛3.5g，正丁醇 40mL混匀后于90°C进行聚合反应3小时，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁，再将其烘干；
2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温以10°C /min的升温速率升温至800°C炭化I小时，得到炭包覆的氧化镁；
3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁用2mol/L盐酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性。烘干，得到中孔炭。
该中孔炭的BET比表面积1964m2/g，氮吸附总孔容积2. 7cm3/g, t-图法微孔率小于I %，平均孔径5. 5nm,最可几孔径4. lnm。图7为该实施例制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线。由图7可知，该中孔炭的孔径分布较集中。
实施例9:
I)将纳米氧化镁粉末(比表面积195m2/g) I. Og,间苯二酚O. 20g,糠醛4. 6g，混匀后于90°C进行聚合反应3小时，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁，再将其烘干；
2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温以10°C /min的升温速率升温至900°C炭化I小时，得到炭包覆的氧化镁；
3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁用4mol/L乙酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性。烘干，得到中孔炭。
该中孔炭的BET比表面积1780m2/g，氮吸附总孔容积2. 9cm3/g, t-图法微孔率小于I %，平均孔径6. 4nm,最可几孔径4. 4nm。图8为该实施例制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线。由图8可知，该中孔炭的孔径分布较集中。
实施例10 :
I)将纳米氧化镁粉末(比表面积195m2/g) I. Og,间苯二酚O. 25g，糠醛7. Og混匀后于90°C进行聚合反应3小时，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁，再将其烘干；
2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温以10°C /min的升温速率升温至800°C炭化I小时，得到炭包覆的氧化镁；
3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁用2mol/L盐酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性。烘干，得到中孔炭。
该中孔炭的BET比表面积2066m2/g，氮吸附总孔容积3. 3cm3/g, t-图法微孔率小于I %，平均孔径6. 3nm,最可几孔径4. 9nm。图9为该实施例制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线。由图9可知，该中孔炭的孔径分布较集中。
实施例11
I)将纳米氧化镁粉末(比表面积196m2/g) 10. Og,苯酚I. 2g，糠醛I. Ig,乙醇IOOmL 混匀后于90°C进行聚合反应3小时，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁，再将其烘干；
2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温以5°C /min的升温速率升温至IOOiTC炭化3小时，得到炭包覆的氧化镁；
3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁用2mol/L硫酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性。烘干，得到中孔炭。该中孔炭的BET比表面积2561m2/g，氮吸附总孔容积2. 9cm3/g, t_图法微孔率小于1%，平均孔径4. 5nm，最可几孔径4. lnm。图10和图11分别为该实施例制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线和特征透射电镜照片。由图10可知，该中孔炭的孔径分布较集中；由图11可知，该材料具备中孔薄壁的特征。实施例12 I)将纳米氧化镁粉末(比表面积47m2/g) 2. Og,间苯二酚O. 20g,糠醛12g，混匀后于90°C进行聚合反应3小时，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁，再将其烘干；2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温以10°C /min的升温速率升温至800°C炭化I小时，得到炭包覆的氧化镁； 3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁用2mol/L乙酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性。烘干，得到中孔炭。该中孔炭的BET比表面积1304m2/g，氮吸附总孔容积2. 9cm3/g, t_图法微孔率小于4%，平均孔径8. 9nm,最可几孔径20nm。图12为该实施例制备所得中孔炭的特征透射电镜照片。由图12可知，该材料具备中孔薄壁的特征。实施例13 I)将纳米氧化镁粉末(比表面积47m2/g) 5. 6g，间苯二酚O. 29g，糠醛21g，混匀后于90°C进行聚合反应3小时，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁，再将其烘干；2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温以10°C /min的升温速率升温至800°C炭化I小时，得到炭包覆的氧化镁；3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁用2mol/L盐酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性。烘干，得到中孔炭。该中孔炭的BET比表面积1519m2/g，氮吸附总孔容积2. 5cm3/g, t_图法微孔率小于4%，平均孔径6. 6nm，最可几孔径17nm。图13为该实施例制备所得中孔炭的特征透射电镜照片。由图13可知，该材料具备中孔薄壁的特征。实施例14:I)将实施例13步骤2)所得炭包覆的氧化镁2. 5g，间苯二酚O. 13g，糠醛14g，混匀后于90°C进行聚合反应3小时，反应完毕得到树脂二次包覆的氧化镁，再将其烘干；2)在惰性气氛中，将所得树脂二次包覆的氧化镁由室温以10°C /min的升温速率升温至800°C炭化I小时，得到炭二次包覆的氧化镁；3)将所得炭二次包覆的氧化镁用2mol/L盐酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性。烘干，得到中孔炭。该中孔炭的BET比表面积1376m2/g，氮吸附总孔容积4. 5cm3/g, t-图法微孔率小于3%，平均孔径13nm，最可几孔径17nm。图14和图15分别为该实施例制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线和特征透射电镜照片。由图14可知，该中孔炭的孔径分布较集中；由图15可知，该材料具备中孔薄壁的特征。实施例15 I)将纳米氧化镁粉末(比表面积36m2/g)20g，间苯二酚I. 4g，糠醛2. 3g，乙醇SOmLCN 102923687 A书明说11/13 页混匀后于90°C进行聚合反应3小时，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁，再将其烘干；
2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温以5°C /min的升温速率升温至IOOiTC炭化3小时，得到炭包覆的氧化镁；
3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁用2mol/L硫酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性。烘干，得到中孔炭。
该中孔炭的BET比表面积2081m2/g,氮吸附总孔容积5. 4cm3/g，t_图法微孔率小于2%，平均孔径10nm，最可几孔径25nm。图16为该实施例制备所得中孔炭的特征透射电镜照片。由图16可知，该材料具备中孔薄壁的特征。
实施例16
I)将纳米氧化镁粉末(比表面积36m2/g)20g，间苯二酚1.88，糠醛2.98，乙醇80!^ 混匀后于90°C进行聚合反应3小时，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁，再将其烘干；
2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温以5°C /min的升温速率升温至IOOiTC炭化3小时，得到炭包覆的氧化镁；
3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁用2mol/L硫酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性。烘干，得到中孔炭。
该中孔炭的BET比表面积1724m2/g，氮吸附总孔容积5. 8cm3/g, t-图法微孔率小于3%，平均孔径13nm， 最可几孔径25nm。图17和图18分别为该实施例制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线和特征透射电镜照片。由图17可知，该中孔炭的孔径分布较集中；由图18可知，该材料具备中孔薄壁的特征。
实施例17
I)将试剂轻质氧化镁(分析纯)粉末(比表面积39m2/g) 5g,间苯二酹I. Og,多聚甲醛(分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司，产品编号80096692)0. 5g，乙醇50mL混匀后于90°C进行聚合反应3小时，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁，再将其烘干；
2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温以5°C /min的升温速率升温至800°C炭化O. 5小时，得到炭包覆的氧化镁；
3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁用lmol/L盐酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性。烘干，得到中孔炭。
该中孔炭的BET比表面积1595m2/g,氮吸附总孔容积3. 8cm3/g t_图法微孔率小于2%，平均孔径9. 5nm，最可几孔径14nm。图19为该实施例制备所得中孔炭的特征透射电镜照片。由图19可知，该材料具备中孔薄壁的特征。
实施例18
I)将试剂轻质氧化镁(分析纯)粉末(比表面积39m2/g) 20g,间苯二酹4. Og,多聚甲醛(分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司，产品编号80096692) I. 6g，乙醇150mL混匀后于90°C进行聚合反应3小时，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁，再将其烘干；
2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温以5°C /min的升温速率升温至600°C炭化3小时，得到炭包覆的氧化镁；
3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁用2mol/L盐酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性。烘干，得到中孔炭。
该中孔炭的BET比表面积1014m2/g，氮吸附总孔容积2. 2cm3/g, t_图法微孔率小14于5 %,平均孔径8. 8nm,最可几孔径25nm。
实施例19
按照与实施例18完全相同的步骤，仅将步骤2)炭化温度和时间替换为800°C炭化3小时，得到中孔炭。
该中孔炭的BET比表面积1338m2/g，氮吸附总孔容积3. lcm3/g, t_图法微孔率小于4%,平均孔径9. 2nm,最可几孔径25nm。
实施例20:
I)将试剂轻质氧化镁(分析纯)粉末(比表面积39m2/g)20g，苯酚4. lg，多聚甲醛(分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司，产品编号80096692) I. 8g，甲苯40mL混匀后于90°C进行聚合反应6小时，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁，再将其烘干；
2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温以5°C /min的升温速率升温至800°C炭化3 小时，得到炭包覆的氧化镁；
3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁用2mol/L盐酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性。烘干，得到中孔炭。
该中孔炭的BET比表面积1426m2/g,氮吸附总孔容积3. 3cm3/g t_图法微孔率小于3%,平均孔径9. 4nm,最可几孔径13nm。
实施例21:
按照与实施例20完全相同的步骤，仅将步骤2)炭化温度和时间替换为1000°C炭化3小时，得到中孔炭。
该中孔炭的BET比表面积1523m2/g，氮吸附总孔容积4. 8cm3/g, t-图法微孔率小于3%，平均孔径13nm，最可几孔径15nm。图20和图21分别为该实施例制备所得中孔炭的特征低温氮吸附孔径分布曲线和特征透射电镜照片。由图20可知，该中孔炭的孔径分布较宽；由图21可知，该材料具备中孔薄壁的特征。
实施例22:
I)将试剂轻质氧化镁(分析纯)粉末(比表面积39m2/g)20g，间苯二酚2. 0g，质量百分浓度为37%的甲醒水溶液2. 2g,乙醇50mL混匀后于90°C进行聚合反应3小时,反应完毕得到树脂包覆的氧化镁，再将其烘干；
2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温以5°C /min的升温速率升温至900°C炭化3小时，得到炭包覆的氧化镁；
3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁用2mol/L盐酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性。烘干，得到中孔炭。
该中孔炭的BET比表面积1269m2/g，氮吸附总孔容积2. 6cm3/g, t_图法微孔率小于4%,平均孔径8. 2nm,最可几孔径25nm。
实施例23:
I)将试剂轻质氧化镁(分析纯)粉末(比表面积39m2/g)20g，间苯二酚2. 0g，质量百分浓度为37%的甲醛水溶液2. Ig,乙醇50mL混匀后于90°C进行聚合反应3小时，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁，再将其烘干；
2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温以5°C /min的升温速率升温至800°C炭化3小时，得到炭包覆的氧化镁；
3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁用2mol/L盐酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性。烘干，得到中孔炭。该中孔炭的BET比表面积1390m2/g,氮吸附总孔容积5. 4cm3/g，t_图法微孔率小于2 %,平均孔径16nm,最可几孔径23nm。实施例24:I)将纳米氧化镁粉末(比表面积20m2/g) 20g,间苯二酚I. Og,糠醛I. 7g，乙醇70mL混匀后于90°C进行聚合反应3小时，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁，再将其烘干；
2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温以5°C /min的升温速率升温至KKKTC炭化3小时，得到炭包覆的氧化镁；3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁用lmol/L硫酸去除氧化镁模板，过滤，固态产物用去离子水洗至中性。烘干，得到中孔炭。该中孔炭的BET比表面积1232m2/g，氮吸附总孔容积5. 4cm3/g, t_图法微孔率小于4%,平均孔径18nm,最可几孔径43nm。
权利要求
1.一种制备中孔炭材料的方法，包括如下步骤 1)将液态醛类化合物、酚类化合物和氧化镁模板混匀进行聚合反应，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁； 或者，将固态醛类化合物或所述液态醛类化合物或气态醛类化合物、酚类化合物和氧化镁模板于溶剂中混匀进行聚合反应，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁； 2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温升温后进行炭化，得到炭包覆的氧化镁； 3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁与酸混匀使氧化镁溶解，得到所述中孔炭材料。
2.一种制备中孔炭材料的方法，包括如下步骤 1)将液态醛类化合物、酚类化合物和氧化镁模板混匀进行聚合反应，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁； 或者，将固态醛类化合物或所述液态醛类化合物或气态醛类化合物、酚类化合物和氧化镁模板于溶剂中混匀进行聚合反应，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁； 2)在惰性气氛中，将所述步骤I)所得树脂包覆的氧化镁由室温升温后进行炭化，得到炭包覆的氧化镁； 3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁、所述液态醛类化合物和所述酚类化合物混匀进行所述聚合反应，反应完毕得到树脂二次包覆的氧化镁； 或者，将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁、所述固态醛类化合物或所述液态醛类化合物或气态醛类化合物和所述酚类化合物于所述溶剂中混匀进行聚合反应，反应完毕得到树脂二次包覆的氧化镁； 4)在惰性气氛中，将所述步骤3)所得树脂二次包覆的氧化镁由室温升温后进行炭化，得到炭二次包覆的氧化镁； 5)将所述步骤4)所得炭二次包覆的氧化镁与酸混匀使氧化镁溶解，得到所述中孔炭材料。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于所述液态醛类化合物均选自乙醛、丙醛、丁醛、己醛、丙烯醛、巴豆醛、糠醛、苯甲醛、苯乙醛、肉桂醛、水杨醛、乙二醛和三聚乙醛中的至少一种，优选糠醛和苯甲醛中的至少一种； 所述固态醛类化合物均选自三聚甲醛、多聚甲醛、苯二甲醛和香草醛中的至少一种，优选三聚甲醛和多聚甲醛中的至少一种； 所述气态醛类化合物均选自甲醛和乙醛中的至少一种，优选甲醛； 所述酚类化合物均选自苯酚、苯二酚、苯三酚、甲酚、二甲酚、叔丁基苯酚、烯丙基苯酚、百里酚、甲氧基酚、萘酚和腰果酚中的至少一种，优选苯酚、苯二酚和甲酚中的至少一种； 所述溶剂均选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、正己醇、环己醇、乙二醇、丙二醇、乙醚、四氢呋喃、丙酮、丁酮、糠醛、苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯和二甲基亚砜中的至少一种，优选乙醇、叔丁醇和甲苯中的至少一种； 所述氧化镁模板的比表面积均为10m2/g-1000m2/g,优选20_600m2/g。
4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于所述固态醛类化合物或所述液态醛类化合物或气态醛类化合物、酚类化合物和比表面积为10m2/g-30m2/g的所述氧化镁模板的用量比均为 O. 4g-900g lg-80g 100g，优选 0.6g-50g I. 5g-27g IOOg ；所述固态醛类化合物或所述液态醛类化合物或气态醛类化合物、酚类化合物和比表面积为31m2/g-100m2/g的所述氧化镁模板的用量比均为O. 8g-900g 2g_110g IOOg,优选I.3g-80g : 3g-45g : IOOg ； 所述固态醛类化合物或所述液态醛类化合物或气态醛类化合物、酚类化合物和比表面积为101m2/g-300m2/g的所述氧化镁模板的用量比均为I. 5g-900g 4g-140g IOOg,优选 3g-100g 7g-65g IOOg ； 所述固态醛类化合物或所述液态醛类化合物或气态醛类化合物、酚类化合物和比表面积为301m2/g-1000m2/g的氧化镁模板的用量比均为4g-900g 10g_180g 100g，优选7g-180g 15g-110g IOOg0
5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于所述酸均选自无机酸和有机酸中的至少一种；其中，所述无机酸均选自盐酸、硫酸和硝酸中的至少一种，所述有机酸均选自乙酸、柠檬酸和乙二胺四乙酸中的至少一种。
6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于所述聚合反应步骤中，温度均为30-180°C，优选80-120°C，更优选90°C，时间均为1-72小时，优选3-6小时。
7.根据权利要求1-6任一所述的方法,其特征在于所述惰性气氛均选自氮气气氛、氦气气氛和氩气气氛中的至少一种，优选氮气或氩气气氛；所述由室温升温步骤中，升温速率均为1_50°C /min，优选5-10°C /min ;所述炭化步骤中，温度均为600-1500°C，优选700-1200°C，时间均为I分钟至24小时，优选I小时_6小时。
8.权利要求1-7任一所述方法制备得到的中孔炭材料。
9.根据权利要求8所述的中孔炭材料，其特征在于所述中孔炭材料的BET比表面积为1014-2618m2/g，氮吸附总孔容积2. 2-5. 8cm3/g, t-图法微孔率小于4%，平均孔径为3.7_18nm,最可几孔径为3. 3_43nm。
10.权利要求8或9所述中孔炭材料在制备催化剂、吸附材料、电极材料或生物医药材料中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种中孔炭材料及其制备方法。该方法，包括如下步骤1)将醛类化合物、酚类化合物和氧化镁模板混匀进行聚合反应，反应完毕得到树脂包覆的氧化镁；2)在惰性气氛中，将所述步骤1)所得树脂包覆的氧化镁由室温升温后进行炭化，得到炭包覆的氧化镁；3)将所述步骤2)所得炭包覆的氧化镁与酸混匀使氧化镁溶解，得到所述中孔炭材料。本发明提供的中孔炭材料，在保持中孔率超过95％的情况下，最高比表面积可以超过2600m2/g，最大中孔孔容可以超过5.5cm3/g，该方法在调控中孔炭材料的孔径分布以及孔壁厚度等方面，拥有目前已知现存技术所无法匹敌的明显优势，值得在催化、吸附、电极材料等领域大力推广应用。
文档编号B01J2/30GK102923687SQ20111022950
公开日2013年2月13日 申请日期2011年8月11日 优先权日2011年8月11日
发明者朱月香, 隗罡, 王羽, 谢有畅 申请人:北京大学, 北京博大格林高科技有限公司