一种多孔碳材料的制备方法及其用途.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CN105845457A(43)申请公布日2016.08.10(21)申请号201610357629.0(22)申请日2016.05.26(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人何劲松戴江栋谢阿田田苏君张瑞龙常忠帅闫永胜(51)Int.Cl.H01G11/44(2013.01)H01G11/24(2013.01)H01G11/86(2013.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种多孔碳材料的制备方法及其用途(57)摘要本发明提供了一种多孔碳材料的制备方法及其用途，按照下述步骤进行：将乙酸钾放于镍坩埚，置于高温石英管式炉中，在惰性气流保护下，进行高温热解，经过热解后得到产物，用酸溶液洗去产物中的杂质，再将产物浸没于酸溶液中磁力搅拌，然后用大量去离子水将产物洗涤至中性，真空干燥即得到多孔碳材料。制备的材料孔性结构良好，比表面积高、孔体积大，电化学性能良好，并且在其他方面也能得到应用。CN105845457ACN105845457A权利要求书1/1页1.一种多孔碳材料的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：将乙酸钾放于镍坩埚，置于高温石英管式炉中，在惰性气流保护下，进行高温热解，经过热解后得到产物，用酸溶液洗去产物中的杂质，再将产物浸没于酸溶液中磁力搅拌，然后用大量去离子水将产物洗涤至中性，真空干燥即得到多孔碳材料。2.根据权利要求1所述的一种多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述的惰性气流为N2，Ar的一种；流速为20～100mL/min。3.根据权利要求1所述的一种多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述的高温热解方式为：升温速率为3～8℃/min，升温至700～900℃，并在700～900℃保持0.5～3h。4.根据权利要求1所述的一种多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述的酸溶液为盐酸或硝酸，体积分数为5～10％，所述搅拌速率为200～1000r/min，搅拌时间为2～6h。5.根据权利要求1所述的一种多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述的真空干燥温度为60～110℃，时间为6～24h。6.权利要求1～5任意一项所述的方法制备的多孔碳材料的用途，其特征在于，所述多孔碳材料用于超级电容器电极材料。2CN105845457A说明书1/3页一种多孔碳材料的制备方法及其用途技术领域[0001]本发明属于超级电容器电极材料制备领域，具体涉及一种多孔碳材料的制备方法。背景技术[0002]当今，快速发展的全球经济引发了严重的环境问题，并造成了化石燃料的过度消耗，这对人类的生存和发展构成了无比的威胁。因此，开发可持续清洁能源以及有效的能量转换和储存技术是本世纪面临的一个巨大挑战。超级电容器(又称电化学电容器)作为一种独特的电能存储设备，它是连接传统介质电容器和电池之间的重要桥梁，因此近年来受到世界范围内越来越多的重视，超级电容器能提供高于传统介质电容器几个数量级的能量密度，同时具有比电池更大的功率密度及更好的循环使用能力。可以想象到的大规模应用超级电容器的例子是储备太阳能、风能及其它再生能源用于电动交通工具的制动中。[0003]超级电容器的电容主要来源于电极材料的表面反应，包括在电极与电解质界面的表面电荷分离(即双电层电容特性)和表面法拉第氧化还原反应(即赝电容特性)。电极材料通常被认为在超级电容器中起到了最重要的作用。在众多的电极材料中，碳材料的应用最广泛，市售的超级电容器中超过由其制造。由于其来源丰富、种类多样、比表面积大且导电性高，碳基超级电容器具有较高的功率密度、良好的循环可逆性同时具有极低的成本。[0004]通常而言，超级电容器的电极碳材料需要存在多级孔结构碳材料，微孔增强电荷的储存能力，介孔的存在可以加速电极中离子的扩散以增强导电性，而大孔可以作为离子缓冲池。常规活化方法所制备的碳材料很难具有多级孔结构的特征。因此，克服目前已有的缺点发展一种相对简单的方法制备具有优良导电性能、合适孔隙率的碳材料用于超级电容器电极材料具有重要的现实意义。发明内容[0005]本发明涉及一种利用有机小分子盐作为前躯体通过硅基模板调控制备有序的多级孔结构碳基电极材料的制备和调控工艺。以乙酸钾(CH3COOK)为原料，通过一步热解制备出具有比表面积高、孔容积大的有序孔结构碳材料，具备优良的化学性能。[0006]本发明采用的技术方案是：[0007]一种多孔碳材料的制备方法，按照下述步骤进行：[0008]将乙酸钾放于镍坩埚，置于高温石英管式炉中，在惰性气流保护下，进行高温热解，经过热解后得到产物，用酸溶液洗去产物中的杂质，再将产物浸没于酸溶液中磁力搅拌，然后用大量去离子水将产物洗涤至中性，真空干燥即得到多孔碳材料。[00