[发明专利]一种高强度、高耐磨性的整体式多孔炭材料的制备方法

摘要

一种高强度、高耐磨性的整体式多孔炭材料的制备方法，经溶胶‑凝胶过程、固化过程、炭化热解过程一次性制备出高强度、高耐磨性的整体式多孔炭材料；以酚类化合物和醛类化合物为原料，水或乙醇为溶剂，少量碱性化合物为催化剂，以酸性含氮有机化合物为改性剂，加入适量固化剂，促进反应物聚合交联，制备出块体聚合物，干燥后炭化得到高强度、高耐磨性的整体式多孔炭材料。本发明合成的代表性样品具备了高比表、多等级孔道、高机械强度、良好的化学惰性，尤其是优良的耐磨性能，在催化剂载体、吸附剂、色谱柱填料、电极材料有广阔的应用前景。本发明方法反应条件温和、操作简单，避免了多孔炭材料高强度、耐磨性与高比表、多孔性不能兼顾的问题。

主权项

1.一种高强度、高耐磨性的整体式多孔炭材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：(1)将酸性含氮有机化合物加入甲醛溶液中，再加入碱性化合物溶液，室温搅拌至全部溶解，得到透明无色溶液，标记为溶液A，其中，酸性含氮有机化合物与甲醛的摩尔比为0.1:1～0.5:1，碱性化合物与酸性含氮有的机物摩尔比为不大于0.05:1，控制碱性化合物的浓度为1mol/l～5mol/l；(2)配制浓度为0.2～1.0g/ml的间苯二酚溶液，标记为溶液B；(3)将溶液B倒入溶液A，室温搅拌10～60min，得到澄清透明溶液，其中间苯二酚与甲醛的摩尔比为0.5:1～1.25:1；(4)在搅拌状态下加入固化剂，搅拌至全部溶解，标记为溶液C，其中固化剂的用量为所有反应物总质量的0.5～5wt.％；(5)将溶液C倒入反应器，90℃反应4h，冷却后取出，于50℃干燥24h，得到干燥的块体聚合物；(6)炭化：将步骤(5)得到的聚合物置于氩气的气氛中，以0.5～10℃/min的升温速率升温至600～1100℃，保温2小时，即得高强度、高耐磨性的整体式多孔炭；其中，控制反应体系的固含量，即溶液非挥发性物质含量为20～50wt.％。