[发明专利]一种制备硼、氮双掺杂炭气凝胶的方法

权利要求书

1.一种常压干燥石墨烯交联并掺杂硼、氮两种非金属元素的有机气凝胶和炭气凝胶的方法，其特征在于：该方法以石墨烯类、酚类、醛类、硼类、胺类、催化剂、和溶剂为反应体系，反应交联固化后得到有机凝胶，有机凝胶经过溶剂交换后，在常压下干燥即可得到有机气凝胶；再将有机气凝胶，在惰性氛围下炭化得到石墨烯交联型硼、氮双掺杂炭气凝胶；

其中所述的各种物质的配比为：反应体系总的固含量为5-30wt％，石墨烯类、酚类、醛类、硼类、胺类为反应物，去离子水为溶剂，酚类与醛类的摩尔比为1:(1-5)，酚类与催化剂的摩尔比为(10-1000):1，酚类与硼类的摩尔比为1:(0.1-2)，硼类与胺类的摩尔比为(1-3):1，石墨烯类的干重与反应体系总的干重比为0.01-0.05；所用到的石墨烯类呈溶液状态，其固含量为(0.5-5)wt％；

所述的酚类为间甲酚、间苯二酚的一种或两种；

所述的胺类为三聚氰胺、乙二胺、三乙烯四胺、六次甲基四胺、蜜胺、酰胺中的一种或多种；

所述的硼类为硼酸、硼砂中的一种或多种；

所述的醛类为戊二醛、甲醛、糠醛中的一种或多种；

所述的催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氨水、盐酸、硫酸中的一种或多种；

具体工艺特征为：

(1)将间酚类、硼类、在180℃下反应20-60min，醛类与胺类在70-80℃下反应20-40min，将反应后的两溶液混合并加入催化剂搅拌均匀，再加入超声30-60min的石墨烯类搅拌均匀后，倒入安瓿瓶中密封，并置于90℃水浴锅中老化交联2～5天，得到有机凝胶；

(2)将(1)中所制备的有机凝胶先进行溶剂交换，再在常压下25-120℃下干燥12-72小时制备有机气凝胶；

(3)将(2)中所制备得有机气凝胶，在惰性氛围下热解炭化600-1000℃下保温0.5-2小时，得到石墨烯交联型硼、氮双掺杂炭气凝胶。