[发明专利]一种三维宏观自支撑结构的多孔炭材料的制备方法

摘要

本发明属于多孔材料技术领域，具体涉及是一种三维宏观自支撑结构的多孔炭材料的制备方法。包括：聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶液的配制，真空冻干法得到多孔结构的PVP前驱体，再将上述前驱体恒温150‑‑200℃稳定12‑‑48h，再经600‑‑1000℃高温碳化得到多孔炭，最后KOH与上述多孔炭按照一定质量比例混合，800℃活化1‑‑2h，得到集微孔、介孔和大孔于一体的多孔炭材料。本方法进一步优化了制备多孔炭材料的方法，制备过程操作简单，产率高，绿色无污染，制备的多孔炭材料孔结构有序，具有高的比表面积和高达90%的孔隙率。 1

主权项

1.一种三维宏观自支撑结构的多孔炭材料的制备方法，其特征是具体步骤如下：

(1) 前驱溶液的制备及PVP的真空干燥

PVP与水按一定比例磁力搅拌12h，将PVP水溶液呈装在离心管中，定向、快速插入液氮中，并迅速移入真空干燥装置，保持真空度低于50Pa，干燥36h，得到孔结构排列规则的PVP前驱物；

（2）前驱物的稳定过程

将上述前驱物150‑‑200℃空气环境稳定12‑‑48h；

（3）PVP碳化过程

将前驱物于管式炉至进行碳化，碳化过程分为2部分，第一部分，由室温升高至360℃，并保持4h，第二部分，在氮气作为保护气的环境下，由360℃升至600℃‑‑1000℃，并保持4h，后自然降温，整个过程中升温速率可调控为2℃/min ‑‑10℃/min,初步得到多孔炭材料；

（4）多孔炭的活化过程

将上述的到的炭多孔材料与KOH按照质量比1:4称量，研磨KOH，使多孔炭埋于KOH其中，呈于石墨坩埚，移入管式炉，氮气环境下进行活化煅烧过程：先由室温升温至400℃，保持30min，再升温至800℃，保持1‑‑2h，过程中升温速率为5℃/min，自然降温至室温，将降至室温的样品移入去离子水中80℃水浴30min，再经去离子水反复清洗直至中性，60℃干燥，即得目标产物。