[发明专利]一种介孔碳材料的制备方法

摘要

本发明属于材料制备领域。本发明利用溶胶－凝胶技术将有机高分子和硅源引入一个表面活性剂自组装反应体系，通过有机—有机、无机—无机和有机—无机之间的相互竞争、聚合交联和协同组装作用，溶剂挥发自组装制备高度有序的介孔高分子/二氧化硅和碳/二氧化硅复合材料以及高比表面、大孔径的有序介孔碳材料。本发明制得的介孔碳材料高度有序，比表面高(～2400m²/g)，孔径大(～8nm)，孔容大(～2.2m³/g)。这些新型的介孔碳材料在电化学超电容电池材料方面显示出良好的性质，水体系中电容量为120－200F/g，有机体系中电容量为90－130F/g。同时该有序介孔碳材料，在催化、吸附、生物分子的分离、生物酶、燃料分子的吸附以及电极材料等方面有广阔的应用前景。

主权项

1.一种介孔碳材料的制备方法，其特征在于：该方法如下：首先将非离子表面活性剂和酸催化剂溶解在有机溶剂中，制得澄清溶液；然后在溶液中加入硅源和高分子前驱体，使其充分分散在有机溶剂中，搅拌并使溶剂挥发；待溶剂挥发完全后，低温固化，所得固体产物经回流萃取或惰性气氛下高温焙烧除去非离子表面活性剂，即得到高度有序的介孔高分子/二氧化硅复合材料；所用的酸催化剂是C1-C3的有机酸，草酸，苯甲酸或者无机酸中的一种或几种；所用的有机溶剂是醇类、苯类、四氢呋喃、乙醚、氯仿或者二氯甲烷中的一种或几种；所用的高分子前驱体是酚醛树脂、聚酰亚胺、聚吡咯、聚丙烯酰胺，聚乙烯基吡啶，聚丙烯腈中的一种或几种，高分子前驱体的分子量为200～5000；硅源是有机硅酯烷或者无机硅；体系中加入非离子表面活性剂的浓度是4-10wt.％；所用高分子前驱体与非离子表面活性剂质量比为0.5-2.0；高分子前驱体/硅源的质量之比从零到无穷大；催化剂与硅源质量比为0.2-0.004，水与硅源的质量比为1-10；反应度温度范围为10-60℃，反应时间为10分钟～10天。