[发明专利]一种三维微结构自支撑柔性多孔碳膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种三维微结构自支撑柔性多孔碳膜，其特征在于，所述的三维微结构自支撑柔性多孔碳膜是将酚类单体、醛类单体、碱性催化剂和水混合后搅拌，在25～45℃下反应1～3h，制得预聚液；在预聚液中加入酸性溶液静置后，脱水60～90％，在110～130℃静置0.5～2天，所得的产物放入溶剂中，在25～60℃浸泡1～3天；再将所得产物在-20～0℃冷冻干燥1～2天，然后在400～600℃预碳化处理1～3h，所得产物在柔化溶液硝酸镍-叔丁醇溶液中浸泡，在-20～0℃冷冻干燥，最后将得到的产物在700～1000℃进行碳化处理1～3h制得；所述的硝酸镍-叔丁醇溶液中硝酸镍和叔丁醇的质量比为1：(10～30)；所述的酚类单体：醛类单体：碱性催化剂的摩尔量比为50：(75～100)：(1～2)；所述的酚类单体和水的质量比为1：(20～80)。

2.根据权利要求1所述的三维微结构自支撑柔性多孔碳膜，其特征在于，所述酚类单体为苯酚、双酚-A、双酚-F、萘酚、羟甲基苯酚、间苯二酚、烷基苯酚、间苯三酚、腰果酚或邻苯基苯酚中的一种或两种；所述醛类单体为甲醛、多聚甲醛、糠醛、乙醛中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的三维微结构自支撑柔性多孔碳膜，其特征在于，所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、碳酸钠、碳酸钾、碳酸钡或氨水；所述酸性液体为氨基乙酸、亚氨基二乙酸、乙二胺四乙酸、氨基三乙酸、一十六烷基乙二胺二乙酸或一十二烷基乙二胺二乙酸。

4.根据权利要求1所述的三维微结构自支撑柔性多孔碳膜，其特征在于，所述溶剂为叔丁醇或二甲基亚砜。

5.根据权利要求1-4任一项所述的三维微结构自支撑柔性多孔碳膜的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

S1.将酚类单体、醛类单体、碱性催化剂和水混合后搅拌，在25～45℃下反应，制得预聚液；

S2.在预聚液中加入酸性溶液静置后，脱水60～90％，在110～130℃静置，得到中间产物A；

S3.将中间产物A放入醇类溶剂中，在25～60℃浸泡，得到产物B；

S4.再将产物B在-20～0℃冷冻干燥，得到的产物在400～600℃进行预碳化，在柔化溶液中浸泡后在-20～0℃冷冻干燥得到产物C；

S5.对产物C在700～1000℃进行碳化处理，制得三维微结构自支撑柔性多孔碳膜。

6.根据权利要求5所述的三维微结构自支撑柔性多孔碳膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述搅拌的时间为1～10min；步骤S2中所述静置的时间为30～60min。

7.权利要求1-4任一项所述的三维微结构自支撑柔性多孔碳膜在钠离子电池领域中的应用。