[发明专利]一种三维多孔碳材料及其制备和在钠离子电池中的应用有效
| 申请号： | 201711210219.4 | 申请日： | 2017-11-27 |
| 公开（公告）号： | CN107963621B | 公开（公告）日： | 2021-01-29 |
| 发明（设计）人： | 张治安;陈玉祥;李劼;赖延清;尹盟;肖志伟 | 申请（专利权）人： | 中南大学 |
| 主分类号： | C01B32/05 | 分类号： | C01B32/05;H01M4/583;H01M10/054;B82Y30/00;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 长沙市融智专利事务所(普通合伙) 43114 | 代理人： | 魏娟;盛武生 |
| 地址： | 410083 湖南*** | 国省代码： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 三维 多孔 材料 及其 制备 钠离子 电池 中的 应用 | ||
1.一种三维多孔碳材料，其特征在于，为由碳纳米片构成的三维多孔材料，比表面积为100～2000m2/g；所述的碳纳米片厚度为10～100nm；
其制备过程为：
采用蒙土矿作为模板，将多巴胺和蒙土矿置于溶液中，进行聚合反应得前驱体；所述的前驱体经过热处理、洗涤脱除蒙土矿模板，得到层状碳纳米片材料；将层状碳纳米片材料在溶解有阳离子表面活性剂的溶液中进行水热反应，随后再将水热反应产物进行碳化处理，即得所述的三维多孔碳材料。
2.根据权利要求1所述的三维多孔碳材料，其特征在于：所述多巴胺和蒙土矿质量比为0.01-0.5。
3.根据权利要求1所述的三维多孔碳材料，其特征在于：聚合反应时间为1-50h；聚合反应温度为10～90℃。
4.根据权利要求1所述的三维多孔碳材料，其特征在于：热处理温度为400-600℃，时间为0.5～10h。
5.根据权利要求1所述的三维多孔碳材料，其特征在于：阳离子表面活性剂为溴化十六烷三甲基铵。
6.根据权利要求2所述的三维多孔碳材料，其特征在于：水热反应的起始溶液中，阳离子表面活性剂的浓度为0.01-10g/L。
7.根据权利要求1所述的三维多孔碳材料，其特征在于：水热反应温度为100-220℃，水热反应时间为1-50h。
8.根据权利要求1所述的三维多孔碳材料，其特征在于：碳化温度为500-1200℃，时间为0.5～10h。
9.一种三维多孔碳材料的制备方法，其特征在于，将多巴胺和蒙土矿置于溶液中，进行聚合反应得前驱体；所述的前驱体经过热处理、洗涤，得到层状碳纳米片材料；将层状碳纳米片材料在溶解有阳离子表面活性剂的溶液中进行水热反应，随后再将水热反应产物进行碳化处理，即得所述的三维多孔碳材料。
10.根据权利要求9所述的三维多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所述多巴胺和蒙土矿质量比为0.01-0.5。
11.根据权利要求9所述的三维多孔碳材料的制备方法，其特征在于：聚合反应时间为1-50h；聚合反应温度为10～90℃。
12.根据权利要求9所述的三维多孔碳材料的制备方法，其特征在于：热处理温度为400-600℃，时间为0.5～10h。
13.根据权利要求9所述的三维多孔碳材料的制备方法，其特征在于：阳离子表面活性剂为溴化十六烷三甲基铵。
14.根据权利要求9所述的三维多孔碳材料的制备方法，其特征在于：水热反应的起始溶液中，阳离子表面活性剂的浓度为0.01-10g/L。
15.根据权利要求9所述的三维多孔碳材料的制备方法，其特征在于：水热反应温度为100-220℃，水热反应时间为1-50h。
16.根据权利要求9所述的三维多孔碳材料的制备方法，其特征在于：碳化温度为500-1200℃，时间为0.5～10h。
17.一种权利要求1～8任一项所述的三维多孔碳材料，或权利要求9～16任一项制备方法制备的三维多孔碳材料的应用，其特征在于：作为钠离子电池负极材料，应用于制备钠离子电池的负极。
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