[发明专利]一种三维石墨化多孔碳材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种三维石墨化多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)铟盐、均苯三甲酸和N,N-二甲基甲酰胺混合，得到混合溶液，之后搅拌，固液分离，得到In-MOF材料；

(2)将步骤(1)中得到的In-MOF材料进行碳化、酸洗、活化，得到所述三维石墨化多孔碳材料；

所述三维石墨化多孔碳材料由二维碳材料层层堆积形成；所述三维石墨化多孔碳材料为氧原子掺杂的多孔碳材料。

2.如权利要求1所述的三维石墨化多孔碳材料的制备 方法，其特征在于，所述三维石墨化多孔碳材料是由二维碳材料层层堆积形成的柱状结构。

3.如权利要求1所述的三维石墨化多孔碳材料的制备 方法，其特征在于，所述三维石墨化多孔碳材料的比表面积为100-1000m²/g。

4.如权利要求1所述的三维石墨化多孔碳材料的制备 方法，其特征在于，所述三维石墨化多孔碳材料的孔直径为1～150nm。

5.如权利要求1所述的三维石墨化多孔碳材料的制备 方法，其特征在于，所述二维碳材料为二维碳纳米片。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述铟盐包括硝酸铟水合物、氯化铟、硫酸铟或磷酸铟中的任意一种或至少两种的组合。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述铟盐与所述均苯三甲酸的摩尔之比为(0.5-2):1。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中搅拌的时间为24-60h，搅拌的转速为300-700r/min。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述固液分离之后，还包括洗涤和烘干。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述洗涤的洗涤剂为N,N-二甲基甲酰胺和乙醇。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述碳化在保护气氛下进行。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述保护气氛包括氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中的任意一种或至少两种的组合。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述保护气氛的气体流量为30-300mL/min。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述碳化的升温速率为1-10℃/min。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述碳化的温度为700～1000℃，碳化时间为1-10h。

16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述酸洗使用的酸为盐酸、硫酸或硝酸中的任意一种或至少两种的组合。

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述酸洗使用的酸的浓度为1-3mol/L。

18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述酸洗的时间为6-18h。

19.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述活化的方法为采用含CO₂的气氛进行处理。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述含CO₂的气氛为CO₂和惰性气体的混合气体。