[发明专利]一种芳香骨架多孔碳材料、制备方法和应用

权利要求书

1.一种芳香骨架多孔碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，以氯化铝为催化剂，联苯为单体，在氯仿溶液中进行聚合反应，生成芳香骨架有机前驱体溶液：

S11，称取氯化铝和氯仿，氯化铝:氯仿的比例为1g:60～120ml，混合，搅拌，溶液变得澄清后放入50～100℃的油浴中加热，持续25～50min，得到催化剂溶液；

称取联苯和氯仿，联苯:氯仿的比例为1g:80～140ml，并且联苯：氯化铝的质量比例为1:1.5～3，混合后搅拌，待联苯在氯仿溶液中完全溶解后放入50～100℃的油浴中加热，持续25～50min，得到单体溶液；

S11中，制备催化剂溶液和制备单体溶液采用的油浴温度相同；

S12，将单体溶液注入催化剂溶液中，反应一段时间，溶液变成蓝黑色后冷却至室温，得到芳香骨架有机前驱体溶液；

S2，从芳香骨架有机前驱体溶液中分离出芳香骨架有机前驱体，然后60～80℃干燥，得到芳香骨架有机前驱体粉末；

S3，将芳香骨架有机前驱体粉末在惰性气体保护下，以每分钟上升2～5℃的速率上升至350～600℃，恒温1～4h后自然冷却，得到芳香骨架多孔碳材料；

所述的芳香骨架多孔碳材料应用在全钒液流电池组装中。

2.根据权利要求1所述的芳香骨架多孔碳材料的制备方法，其特征在于，S12中，反应的时间为1～3.5h。

3.根据权利要求1所述的芳香骨架多孔碳材料的制备方法，其特征在于，S2的具体步骤为：

对芳香骨架有机前驱体溶液进行抽滤，得到固体样品，然后用醇-水混合溶液清洗固体样品，再用酸-醇-水溶液清洗固体样品，最后用蒸馏水清洗至固体样品呈中性，最后抽滤，得到的湿润固体样品，干燥，即得到酒红色的芳香骨架有机前驱体粉末。

4.根据权利要求3所述的芳香骨架多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述醇-水混合溶液中醇:水的体积比例为1:0.5～2，所述醇为乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种或两种以上按照任意比例混合；

酸-醇-水溶液中酸:醇:水的体积比例1:1:0.5～2，所述酸为盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸中的一种或两种以上按照任意比例混合，所述醇为乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种或两种以上按照任意比例混合。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法制备而成的芳香骨架多孔碳材料。

6.根据权利要求5所述的芳香骨架多孔碳材料在全钒液流电池组装中的应用。

7.根据权利要求6所述的芳香骨架多孔碳材料在全钒液流电池组装中的应用，其特征在于，具体组装的方法如下：

步骤1，称取芳香骨架多孔碳材料和Nafion粘结剂，加入到异丙醇中，超声分散，得到料浆；其中芳香骨架多孔碳材料：Nafion粘结剂的质量比例为1:0.2～0.5，芳香骨架多孔碳材料:异丙醇的质量比例为1:50～100；

步骤2，将碳毡在所制备的料浆中进行浸渍，直到芳香骨架多孔碳在碳毡内部的担载量达到设定值，得到预处理碳毡；

步骤3，利用预处理碳毡组装全钒液流电池

将制备的预处理碳毡在120～180℃干燥处理，得到干燥碳毡；

按端板-集流板-干燥碳毡-离子交换膜-干燥碳毡-集流板-端板的顺序以压滤机组装全钒液流电池。

8.根据权利要求7所述的芳香骨架多孔碳材料在全钒液流电池组装中的应用，其特征在于，步骤1中超声分散的时间为30min。

9.根据权利要求7所述的芳香骨架多孔碳材料在全钒液流电池组装中的应用，其特征在于，步骤2中的设定值为1～3mg/cm³。

10.根据权利要求7所述的芳香骨架多孔碳材料在全钒液流电池组装中的应用，其特征在于，步骤3中干燥处理的时间为10～30min。