[发明专利]多孔碳材料及其制备方法

权利要求书

1.制备多孔碳材料的方法，该方法包括：

热处理配位聚合物以形成碳-金属氧化物复合物；以及

从该碳-金属氧化物复合物中除去金属氧化物。

2.权利要求1的方法，其中热处理配位聚合物包括：

第一热处理工艺，其中该配位聚合物在惰性气氛中热处理以形成碳-金属复合物；以及

第二热处理工艺，其中该碳-金属复合物在含氧气氛中热处理以形成碳-金属氧化物复合物。

3.权利要求1的方法，其中该第一热处理工艺在约700℃至该配位聚合物的主金属元素的大约熔点的温度下进行。

4.权利要求1的方法，其中该第二热处理工艺在约200～约600℃的温度下进行。

5.权利要求1的方法，其中该配位聚合物包括式1表示的具有晶胞结构的化合物：

式1

M_xL_yS_z

其中：

M是选自过渡金属、13族金属、14族金属、15族金属、镧系元素和锕系元素的金属；

L是以离子键或共价键结合在至少两个金属离子上的多齿配体；

S是以离子键或共价键结合在一个金属离子上的单齿配体；

d是能结合在金属离子上的L的官能团数；以及

x、y和z为满足yd+z≤6x的整数。

6.权利要求5的方法，其中该配位聚合物包括网络结构，该网络结构包括通过至少一个多齿配体连接的金属离子。

7.权利要求5的方法，其中该多齿配体选自式4表示的基于1，3，5-苯三甲酸根的配体、式5表示的基于对苯二甲酸根的配体、式6表示的基于4，4’-联吡啶的配体、式7表示的基于2，6-萘二甲酸根的配体、以及式8表示的基于吡嗪的配体：

式4

式5

式6

式7

式8

其中，R₁-R₂₅各自独立地选自氢原子、卤素原子、羟基、取代和未取代的C_1-20烷基、取代和未取代的C_1-20烷氧基、取代和未取代的C_2-20链烯基、取代和未取代的C_6-30芳基、取代和未取代的C_6-30芳氧基、取代和未取代的C_2-30杂芳基、以及取代和未取代的C_2-30的杂芳氧基。

8.权利要求5的方法，其中，该金属M选自Fe、Pt、Co、Cd、Cu、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Ag、Pd、Ru、Mo、Zr、Nb、La、In、Sn、Pb、Bi及其组合。

9.权利要求1的方法，其中除去该金属氧化物包括使用酸处理该碳-金属氧化物复合物，所述酸选自硝酸、盐酸、硫酸和氢氟酸。

10.权利要求1的方法，其中除去金属氧化物包括使用碱处理该碳-金属氧化物复合物，所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化铵。

11.根据权利要求1的方法制备的多孔碳材料。

12.根据权利要求5的方法制备的多孔碳材料。

13.根据权利要求7的方法制备的多孔碳材料。

14.根据权利要求8的方法制备的多孔碳材料。

15.一种多孔碳材料，其平均孔径为约10～约100nm，并且其d₀₀₂为约3.35～约3.50。

16.权利要求15的多孔碳材料，其中该多孔碳材料具有多边形状。

17.权利要求15的多孔碳材料，其中该多孔碳材料具有选自针状和片状颗粒的颗粒。

18.包括权利要求15的多孔碳材料的阳极活性材料。

19.包括权利要求15的多孔碳材料的催化剂载体。

20.包括权利要求15的多孔碳材料的电极。