[发明专利]一种沥青基硬炭纳米片的制备方法及其应用

摘要

本发明涉及碳材料制备技术领域，一种沥青基硬炭纳米片的制备方法及其应用，该方法包括以下过程：以中温煤沥青为原料，以对苯二甲醇为交联剂，对甲苯磺酸为催化剂在100～170℃进行交联反应，制备硬炭前驱体改性沥青：再将氯化钠与乙醇混合球磨，干燥后得到微米级氯化钠模板；最后将改性沥青溶于氮甲基吡咯烷酮后与氯化钠模板按照一定比例混合后，650～850℃炭化后水洗得到沥青基硬炭纳米片，应用于钠离子电池负极。本发明所提供的制备方法简单易行，炭纳米片的制备过程不需要酸洗去除模板，绿色环保；氯化钠模板和氮甲基吡咯烷酮溶剂可以循环使用，生产成本较低；本发明制备的沥青基硬炭纳米片作为钠离子电池负极材料表现出较高的可逆储钠容量，较好的倍率性能和优异的循环性能。

主权项

1.一种用于钠离子电池中的沥青基硬炭纳米片的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、以中温煤沥青为原料、对苯二甲醇为交联剂、对甲苯磺酸为催化剂加入到反应器中，通过催化聚合反应制得改性沥青，催化聚合温度控制在100~170 oC，反应时间控制在1~10 h，所述中温煤沥青、对苯二甲醇及对甲苯磺酸的质量比为1:0.2‑0.5:0.03‑0.1；步骤2、将氯化钠与乙醇加入到球磨罐中，混合球磨、蒸干乙醇制得氯化钠模板，球磨时间控制在1~5 h，球磨机转速控制在100~500 rpm；所述氯化钠与乙醇质量比为1：0.25‑1；步骤3、将步骤1制得的改性沥青溶于氮甲基吡咯烷酮溶剂，向其中加入由步骤2制得的氯化钠模板，搅拌下蒸干溶剂，并将上述混合物在惰性气体保护下进行炭化处理，炭化温度控制在650~850 oC，炭化时间控制在1~3 h，所述惰性气体选自氮气或氩气中的一种，改性沥青与氮甲基吡咯烷酮的质量比为1:2‑20，改性沥青与氯化钠模板的质量比为1:3‑20；步骤4、将步骤3制得的炭化处理后样品冷却至室温，采用去离子水洗涤氯化钠模板，干燥得到目标材料沥青基硬炭纳米片。