[发明专利]一种柔性三维多孔碳材料及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种柔性三维多孔碳材料及其制备方法和应用。本发明采用价格低廉的商业三聚氰胺海绵作为三维柔性碳骨架模版，煤沥青为碳源，结合KOH活化方法，一步获得高导电性、高比表面积的柔性三维多孔碳材料；所述材料的制备工艺简单，成本低廉，适于工业应用。该材料用作超级电容器电极材料，具有较大的能量密度、功率密度以及优异的循环稳定性。

主权项

1.一种柔性三维多孔碳材料，其特征在于：采用三聚氰胺海绵作为三维柔性碳骨架模版，煤沥青为碳源，结合KOH活化方法，一步获得高导电性、高比表面积的柔性三维多孔碳材料；其中，原料的质量份数为：三聚氰胺海绵：5 ~ 10份煤沥青：20~60份KOH：20~80份四氢呋喃：20~40份无水乙醇：20~40份；所述的柔性三维多孔碳材料的制备方法，包括以下步骤：（1）取商业三聚氰胺海绵裁剪成5 cm × 3 cm × 2 cm，丙酮超声清洗时间为10~30 min，然后在温度为70~110℃内烘干；（2）取20~60份煤沥青溶于20~40份四氢呋喃的溶液中，搅拌溶解；取20~80份氢氧化钾溶于20~40份乙醇中，搅拌直至溶解；（3）将上述四氢呋喃和乙醇溶液混合后搅拌均匀，将三聚氰胺海绵放入其中，反复挤压充分浸渍，均匀吸附后在温度为70~110℃内干燥6~10 h；形成煤沥青/三聚氰胺海绵复合物；该步骤中，所用三聚氰胺海绵与煤沥青的质量比为：三聚氰胺海绵：煤沥青=5~10：20~60；（4）取干燥后的煤沥青/三聚氰胺海绵复合物，转移到陶瓷坩埚中，置于管式炉中，N2或Ar保护下，在700~1000℃，直接碳化和活化，经酸洗、过滤、真空干燥，获得柔性三维多孔碳材料。