芳氰基/芳炔基多孔碳材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112573502A(43)申请公布日2021.03.30(21)申请号202011400793.8(22)申请日2020.12.02(66)本国优先权数据202010956603.42020.09.11CN(71)申请人四川大学地址610065四川省成都市武侯区一环路南一段24号(72)发明人杨刚胡江淮周涛肖航(74)专利代理机构成都科海专利事务有限责任公司51202代理人黄幼陵(51)Int.Cl.C01B32/05(2017.01)权利要求书2页说明书23页附图2页(54)发明名称芳氰基/芳炔基多孔碳材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种芳氰基/芳炔基多孔碳材料及其制备方法，该多孔碳材料通过以下步骤制备得到：(1)将树脂基体和增强组分共混均匀；(2)将共混产物加压成型；(3)将加压成型后的共混产物在惰性气体氛围下进行固化：(4)将固化后的产物在惰性气体氛围下保温碳化；碳化结束后，所得产物随炉冷却至室温。本发明以芳氰基或/和芳炔基树脂单体作为碳化前驱体，结合粉末冶金工艺制备得到具有优异热稳定性、力学强度、导电性、电磁屏蔽性能的多孔碳材料。CN112573502ACN112573502A权利要求书1/2页1.一种芳氰基/芳炔基多孔碳材料的制备方法，其特征在于步骤如下：(1)将树脂基体和增强组分混合均匀形成共混物，所述共混物中，树脂基体与增强组分的质量比为1：(0.01～2)；所述树脂基体由至少一种树脂单体组成；所述树脂单体为芳氰基树脂单体或/和芳炔基树脂单体；所述增强组分为氧化石墨烯、碳纳米管、玻璃纤维、过渡金属碳/氮化物中的一种；(2)将共混物加压成型；(3)将加压成型后的共混物在惰性气体氛围下按照以下温度梯度进行固化：Tm＜T≤Tm+50℃，保温3～5h；Tm+50℃＜T≤Tm+200℃，保温3～5h；式中，Tm为树脂基体的熔化温度；(4)将固化后的产物在惰性气体氛围下以2～15℃/min的升温速率升温至500～1100℃保温碳化，保温时间0.5～3h；碳化结束后，所得产物随炉冷却至室温，即得到多孔碳材料。2.根据权利要求1所述的芳氰基/芳炔基多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述芳氰基树脂单体的结构通式如下：2CN112573502A权利要求书2/2页所述芳炔基树脂单体的结构通式如下：3.根据权利要求1所述的芳氰基/芳炔基多孔碳材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，当所述树脂基体由至少两种树脂单体组成时，首先通过研磨、熔融或溶液混合的方式将各树脂单体混合均匀，再将混合均匀的树脂单体与增强组分混合。4.根据权利要求3所述的芳氰基/芳炔基多孔碳材料的制备方法，其特征在于当所述树脂基体由至少两种树脂单体组成时，以各树脂单体中最高熔点单体的熔点作为树脂基体的熔化温度Tm。5.根据权利要求1‑4任一所述的芳氰基/芳炔基多孔碳材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述树脂基体和增强组分的混合方式为机械混合方式。6.根据权利要求5所述的芳氰基/芳炔基多孔碳材料的制备方法，其特征在于机械共混方式为机械研磨、干法球磨、湿法球磨或者力化学磨盘碾磨。7.根据权利要求1‑4任一所述的芳氰基/芳炔基多孔碳材料的制备方法，其特征在于，将共混物于10～210MPa压力下加压成型。8.根据权利要求1‑4任一所述的芳氰基/芳炔基多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述树脂基体与增强组分的质量比为1：(0.05～0.5)。9.芳氰基/芳炔基多孔碳材料，其特征在于，所述芳氰基/芳炔基多孔碳材料用权利要求1‑8中任一权利要求所述制备方法制备得到。3CN112573502A说明书1/23页芳氰基/芳炔基多孔碳材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于碳材料技术领域，具体涉及芳氰基/芳炔基多孔碳材料及其制备方法。背景技术[0002]多孔碳材料是指具有不同孔结构的碳材料，其孔径可以根据实际应用的要求(如所吸附分子尺寸等)进行调控，使其尺寸处于纳米级微孔及微米级大孔之间。多孔碳材料具有碳材料的性质，如质量轻、耐热性好、耐腐蚀性好、导电性好、价格低廉等优点；同时，孔结构的引入使其同时具有比表面积大、孔道结构可控、孔径可调等特点。多孔碳材料在新能源、封装、汽车、军事、空天等领域都有广泛的应用。[0003]多孔碳材料一般以碳源为基材，通过活化法或模板法合成得到。[0004]活化法是制备多孔碳材料的传统方法，包括物理活化和化学活化，物理活化主要是通过一些氧化性气体(水蒸气、CO2、空气、O2等)为活化剂，使碳源材料中的部分碳原子气化，在碳源材料内部形成新的孔径或者使原来的孔道扩大，从而起到活化碳源材料的作用，形成丰富孔隙的多孔碳材料。化学活化法的机理则较为复杂，一般认