[发明专利]一种无定形碳材料的协同石墨化方法

摘要

本发明涉及一种无定形碳材料的协同石墨化方法。先按物质的量比，无定形碳材料:金属盐=1﹕（0.01～0.99），量取无定形碳材料并在搅拌下，将其分散于浓度为0.1~5mol/L金属盐溶液中，静置后过滤，将滤渣于120℃干燥，得到吸附了金属盐的无定形碳材料；再按吸附了金属盐的无定形碳材料:活泼金属=1﹕（0.1～5）质量比，量取以上两种原料并将它们置于带盖坩埚中，将坩埚置于管式炉内，在惰性气体中，以1～50℃/min的速率升温至200～1200℃并保温1～72h，冷却至室温后纯化，即得到石墨化碳材料。本发明工艺简，重复性好，能耗低，材质均匀，石墨化效果显著；在最大程度保留碳材料多孔特征的前提下，优化碳材料的孔结构，提高其导电性，扩大无定形碳材料的应用范围。

主权项

一种无定形碳材料的协同石墨化方法，包括如下步骤：第一步，吸附了金属盐的无定形碳材料的制备将无定形碳材料在搅拌条件下分散于金属盐溶液中，静置后过滤，将滤渣在常压下于120℃干燥，得到吸附金属盐的无定形碳材料；上述无定形碳材料与金属盐的物质的量比为：无定形碳材料﹕金属盐=1﹕（0.01～0.99）；上述金属盐溶液为包括铁、钴、镍、锰、铜、锌、铬、钛、钒、钼和钨的金属盐溶液中的一种，金属盐溶液的浓度为0.1~5mol/L；第二步，吸附金属盐的无定形碳材料石墨化按质量比为吸附金属盐的无定形碳材料：活泼金属=1﹕（0.1～5）的比例，量取第一步制备的吸附金属盐的无定形碳材料和金属钠，将它们一起置于带盖的惰性材质坩埚中，将坩埚置于管式炉内，在惰性气体保护下，以1～50℃/min的速率升温至200～1200℃并保温1～72h，然后冷却至室温，得到石墨化碳材料；上述活泼金属选自金属锂、金属钠和金属钾中的一种；所述惰性材质坩埚是氧化铝坩埚、氮化硅坩埚、氮化铝坩埚、氮化硼坩埚或碳化硅坩埚；第三步，石墨化碳材料的纯化先用蒸馏水洗涤由第二步得到的石墨化碳材料，至洗液的pH值呈中性，再用质量百分浓度为1～30%的无机酸溶液洗涤，除去石墨化碳材料中的金属或金属化合物，接着再用蒸馏水洗涤至洗液的pH值呈中性，过滤后置于烘箱中于120℃进行干燥，最终得到纯化的石墨化碳材料；所述的无机酸溶液是盐酸、硝酸和氢氟酸中的一种。