[发明专利]一种高比表面积碳化硅/多孔碳复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种高比表面积碳化硅/多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于一种高比表面积碳化硅/多孔碳复合材料的制备方法具体是按以下步骤完成的：

一、制备均相溶液：①首先将有机碳源和表面活性剂加入到溶剂中，在室温和搅拌速度为50r/min～200r/min的条件下搅拌0.5h～2h，然后在搅拌速度为50r/min～200r/min的条件下加入有机硅源，得到混合溶液；②使用质量分数为5%～25%的盐酸将混合溶液的pH调节至1～3，在搅拌速度为50r/min～200r/min的条件下搅拌0.5h～2h，得到均相溶液；

步骤一中所述的有机碳源的体积与表面活性剂的质量比为(1.5mL～4.5mL):1g；

步骤一中所述的有机碳源的体积与溶剂的体积比为1:(2～5)；

步骤一中所述的有机碳源的体积与有机硅源的体积比为1:(0.2～2)；

二、制备碳化硅/多孔碳复合材料前驱体：将均相溶液在室温下自然挥发12h～24h，再在温度为80℃～120℃的条件下干燥24h～48h，得到碳化硅/多孔碳复合材料的前驱体；

三、碳热还原：将碳化硅/多孔碳复合材料的前驱体以2℃/min～20℃/min的升温速率从室温升温至1100℃～1350℃，并在惰性气体气氛下和温度为1100℃～1350℃的条件下进行热处理1h～10h，得到碳化后的混合物；

四、酸化、干燥：①将碳化后的混合物进行研磨5min～20min，使用碱处理方法或酸处理方法去除碳化后的混合物中的二氧化硅，得到去除二氧化硅的碳化后的混合物；②通过水洗使去除二氧化硅的碳化后的混合物的pH值为6～8，再在温度为80℃～120℃的条件下干燥24h～48h，得到高比表面积碳化硅/多孔碳复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种高比表面积碳化硅/多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的碳源为低分子量的酚醛树脂溶液，是按以下步骤制备的：首先将酚类物质加入到醛类溶剂中，在搅拌速度为50r/min～200r/min的条件下加入氢氧化钠，然后在温度为60℃～90℃的条件下反应0.5h～2h，自然冷却至室温，得到低分子量的酚醛树脂溶液；其中，所述的酚类物质为苯酚或间苯二酚；所述的醛类溶剂为甲醛或糠醛；所述的酚类物质的质量与醛类溶剂的体积比为(0.2g～0.5g):1mL；所述的酚类物质的质量与氢氧化钠的质量比为(8～12):1。

3.根据权利要求1所述的一种高比表面积碳化硅/多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的表面活性剂为Pluronic F127、Pluronic P123、Pluronic F108和Pluronic B50-6600中的一种或几种的混合物；所述的Pluronic F127的化学式为PEO₁₀₆-PPO₇₀-PEO₁₀₆；所述的Pluronic P123的化学式为PEO₂₀-PPO₇₀-PEO₂₀；所述的Pluronic F108的化学式为PEO₁₃₂-PPO₅₀-PEO₁₃₂；所述的Pluronic B50-6600的化学式为PEO₃₉-PPO₄₇-PEO₃₉。

4.根据权利要求1所述的一种高比表面积碳化硅/多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的溶剂为水、甲醇、乙醇、乙二醇和异丙醇中的一种或几种的混合溶液。

5.根据权利要求1所述的一种高比表面积碳化硅/多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的有机硅源为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯或正硅酸异丙酯。

6.根据权利要求1所述的一种高比表面积碳化硅/多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于步骤三所述的惰性气体为氮气、氩气和氦气中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求1所述的一种高比表面积碳化硅/多孔碳复合材料的制备方法，其特征在于步骤四中所述的碱处理方法是按以下步骤完成的：将碳化后的混合物浸渍在物质的量浓度为1mol/L～5mol/L的碱性溶液中，再在温度为80℃～120℃的条件下回流8～12h；其中，所述的碱性溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。