[发明专利]一种碳复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳复合材料，其特征在于：由占碳复合材料总重0.1~35%的碳纳米材料和占碳复合材料总重99.9~65%的高表面积无定形炭组成；所述的碳纳米材料为碳纳米管、碳纤维、石墨薄片、氧化石墨烯和石墨烯中的一种或几种的混合物；所述的复合材料比表面积不低于800m²/g，孔容不低于0.3cm³/g，电导率不低于4S/cm，复合材料的孔隙大小为0.5~10纳米。

2.根据权利要求1所述的碳复合材料，其特征在于：在所述的碳纳米材料中，所述碳纳米管包括单壁碳纳米管和多壁碳纳米管；多壁碳纳米管的管壁层数为2-100层；单根纳米管的长度不低于500纳米。

3.根据权利要求1所述的碳复合材料，其特征在于：在所述的碳纳米材料中，石墨烯或石墨薄片的面积为1~400平方微米，石墨烯的层数为1~10层。

4.根据权利要求1所述的碳复合材料，其特征在于：所述碳纤维的直径为40-500纳米，长度不小于1微米。

5.一种制备权利要求1所述的碳复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将无定形炭前体材料分散到水中，加入碳纳米材料，混合均匀，控温90~300℃，反应0.5~48小时；冷却到室温，收集产物；

2）将产物和活化试剂混合均匀，转移至高温炉中，在惰性气体保护下，在600~900℃下处理0.5~48小时；冷却到室温，将产物用去离子水冲洗，烘干；所述活化试剂包括磷酸、氢氧化钠、氢氧化钾、氯化锌和氯化钙；所述惰性气体包括氩气、氮气和氦气；活化剂和产物的重量比为10：1~1：10；

或，

将产物转移至高温炉中，通入混合气体，在600~900℃处理0.5-48小时后冷却到室温；所述的混合气体选自氮气、氩气、氦气、占总体积0.01~99.99%的水蒸气、占总体积0.01~99.99%的二氧化碳中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述制备碳复合材料的方法，其特征在于：所述无定形炭前体可选自聚乙烯、聚丙乙烯、聚碳酸酯、苯酚、甲醛、葡萄糖、蔗糖、果糖、纤维素、木质素、酚醛树脂、和聚乙烯醇。

7.权利要求1所述的碳复合材料在水处理当中的应用。