[发明专利]三维有序多孔炭材料的制备工艺及其中间体的制备工艺

权利要求书

1.一种三维有序多孔炭材料的制备工艺，其特征在于，孔径规格为5nm≤孔径≤50nm的三维有序多孔炭材料的制备工艺包括以下制备步骤：

A-1）将适量SiO₂微球悬浮液置于烘箱中在60～80℃条件下使微球沉积并去除材料的水分，得到的浓缩SiO₂微球悬浮液；

A-2）将步骤A-1）得到的浓缩SiO₂微球悬浮液在500～600℃的空气氛围中煅烧4～8h，得到SiO₂胶晶模板；

A-3）将炭前驱体倒入装有步骤A-2）所制得的SiO₂胶晶模板的容器中，静置3～5h，让炭前驱体充分浸渍到SiO₂胶晶模板中，得到炭硅模板；

A-4）将步骤A-3）炭前驱体充分浸渍到SiO₂胶晶模板中所得到的炭硅模板放入烘箱中，在80～90℃条件下陈化20～28h，得到陈化模板；

A-5）将步骤A-4）所得的陈化模板完全浸润在氢氟酸溶液中，去除SiO₂微球，得到前驱体；

A-6）用去离子水清洗步骤A-5）所制得的前驱体至少三次，并在40～80℃条件下烘干，除去水份，得到复合材料；

A-7）将步骤A-6）所制得的复合材料置于800～900℃下烧结3～5h，升温速度为4～6℃/min，将其中的炭前驱体转化为炭，得到孔径为5nm~50nm的三维有序多孔炭材料；

其中，步骤A-3）所述炭前驱体由3～3.6重量份的间苯二酚和0.03～0.08重量份的碳酸钠溶于4.5～5.2重量份37wt%的甲醛水溶液后常温下搅拌10～30min制得。

2.一种三维有序多孔炭材料的制备工艺，其特征在于，孔径规格为50nm＜孔径≤50μm的三维有序多孔炭材料的制备工艺包括以下制备步骤：

B-1）将PMMA乳液敞口放置 10～15天，得到彩色胶晶模板；

B-2）将炭前驱体倒入装有步骤B-1）所制得彩色胶晶模板的容器，静置3～5h，让所制得炭前驱体充分浸渍到PMMA胶晶模板中，得到炭PMMA模板；

B-3）将步骤B-2）所制得的炭PMMA模板浸渍完全的模板放入烘箱中，在80～90℃条件下陈化20～28h，得到大孔复合材料；

B-4）将步骤B-3）所制得的大孔复合材料置于800～900℃条件下烧结3～5h，升温速度为4～6℃/min，将炭前驱体转化为炭，得到孔径为50nm~50μm的三维有序多孔碳材料；

其中，步骤B-2）所述炭前驱体由3～3.6重量份的间苯二酚和0.03～0.08重量份的碳酸钠溶于4.5～5.2重量份37wt%的甲醛水溶液后常温下搅拌10～30min制得。

3.一种如权利要求1所述工艺中所使用的SiO₂微球悬浮液的制备工艺，其特征在于，所述的SiO₂微球悬浮液的制备工艺包括以下制备步骤：

a-1）将60～85重量份的赖氨酸溶于60～85重量份的水中，搅拌均匀得到赖氨酸溶液；

a-2）将等硅酸乙酯加入到步骤a-1）所制得的赖氨酸溶液中，在室温下搅拌20～35min后，置于恒温条件下搅拌得到所述SiO₂微球悬浮液。