[发明专利]一种制备硼、氮双掺杂炭气凝胶的方法

摘要

一种制备硼、氮双掺杂炭气凝胶的方法。该方法以石墨烯类、酚类、醛类、催化剂、硼类、胺类和溶剂为反应体系，反应交联固化得到有机凝胶；然后在常压下干燥即可得到有机气凝胶；再将有机气凝胶，在惰性氛围下炭化得到石墨烯交联型硼、氮双掺杂炭气凝胶。本发明的制备工艺避免了常规超临界或冷冻干燥法的复杂制备工艺，可通过调控B、N两种元素的掺入量，制备不同性能要求的炭气凝胶材料，并且技术简单、设备要求低、环境友好，可应用于储能材料、锂离子电池、超级电容及及电吸附材料等领域，也可实现炭气凝胶的工业化生产。

主权项

一种常压干燥石墨烯交联并掺杂硼、氮两种非金属元素的有机气凝胶和炭气凝胶的方法，其特征在于：该方法以石墨烯类、酚类、醛类、硼类、胺类、催化剂、和溶剂为反应体系，反应交联固化后得到有机凝胶，有机凝胶经过溶剂交换后，在常压下干燥即可得到有机气凝胶；再将有机气凝胶，在惰性氛围下炭化得到石墨烯交联型硼、氮双掺杂炭气凝胶；其中所述的各种物质的配比为：反应体系总的固含量为5‑30wt％，石墨烯类、酚类、醛类、硼类、胺类为反应物，去离子水为溶剂，酚类与醛类的摩尔比为1:(1‑5)，酚类与催化剂的摩尔比为(10‑1000):1，酚类与硼类的摩尔比为1:(0.1‑2)，硼类与胺类的摩尔比为(1‑3):1，石墨烯类的干重与反应体系总的干重比为0.01‑0.05；发明过程中所用到的石墨烯类呈溶液状态，其固含量为(0.5‑5)wt％。所述的酚类为苯酚、甲酚、间甲酚、二甲酚、间苯二酚、苯三酚中的一种或多种；所述的胺类为三聚氰胺、乙二胺、三乙烯四胺、六次甲基四胺、蜜胺、酰胺中的一种或多种；所述的硼类为硼酸、硼砂中的一种或多种；所述的醛类为戊二醛、甲醛、糠醛中的一种或多种；所述的催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氨水、盐酸、硫酸中的一种或多种。