1.一種基于自下而上分子組裝的納米炭片的制備方法,其特征在于,所述的納米炭片為由有機(jī)相變儲(chǔ)熱材料、表面活性劑、酚、醛和有機(jī)胺組裝聚合得到圓形、梭形、菱形或帶狀的膠體聚合物片,經(jīng)炭化或炭化活化得到納米炭片、多微孔納米炭片,片層單元的橫向尺寸為0.1-100μm,厚度為10-900nm;
所述的納米炭片的制備過(guò)程如下:
①將熔化后的有機(jī)相變儲(chǔ)熱材料迅速加入到含有表面活性劑的水溶液中,在高于有機(jī)相變儲(chǔ)熱材料熔點(diǎn)溫度之上,劇烈攪拌,得到半透明白色乳液,其中,有機(jī)相變儲(chǔ)熱材料與表面活性劑的質(zhì)量比1:10-1:1.5;
②將得到半透明白色乳液在低于有機(jī)相變儲(chǔ)熱材料熔點(diǎn)溫度之下靜置,得到白色膠體溶液;
③將酚、醛、水和有機(jī)胺按照比例依次加入白色膠體溶液中,水浴回流攪拌4-24h,產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得到膠體聚合物片;其中,酚、醛、有機(jī)胺和表面活性劑的摩爾比為1:1-3:0.1-2:0.01-0.07,酚與水的質(zhì)量比為1:200-1:3000;
④將膠體聚合物片置于炭化爐中,在惰性氣體保護(hù)條件下進(jìn)行炭化,得到納米炭片;所述的炭化方法為用惰性氣體保護(hù)下,從室溫以1-3℃/min升至400℃,恒溫120min進(jìn)行有機(jī)相變儲(chǔ)熱材料的揮發(fā);再以1-5℃/min的升溫速率由400℃升至炭化終溫500-1200℃,恒溫60-240min,炭化得到型態(tài)保持的納米炭片;
⑤將膠體聚合物片與活化劑混合物置于炭化爐中,在惰性氣體保護(hù)條件下進(jìn)行活化,得到多微孔納米炭片;所述的活化劑與膠體聚合物片層的質(zhì)量比0.1:1-4:1;
⑥將納米炭片與活化劑混合物置于炭化爐中,在惰性氣體保護(hù)條件下進(jìn)行活化,得到多微孔納米炭片;所述的活化劑與納米炭片的質(zhì)量比0.1:1-4:1;
所述的步驟⑤和步驟⑥的活化溫度為500-900℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述的表面活性劑包括聚乙烯基吡咯烷酮、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物、失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚或山梨醇酐油酸酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述的有機(jī)相變儲(chǔ)熱材料包括石蠟、脂酸類和直鏈烷烴。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于,所述的酚為苯酚、間苯二酚、間苯三酚或雙酚A;所述的醛為甲醛、多聚甲醛、戊二醛或丁醛,甲醛和多聚甲醛的配置為37wt.%的溶液使用,戊二醛的配置為25wt.%的溶液使用;所述的有機(jī)胺為乙二胺、1,4-己二胺、1,6-己二胺、四乙基五胺、二亞乙基二胺或聚乙烯亞胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法,其特征在于,所述的活化劑包括KOH、K2CO3、KHCO3、H2O、CO2和ZnCl2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法,其特征在于,步驟②所述的靜置,其溫度為10-70℃,靜置時(shí)間為1-48h。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法,其特征在于,所述的惰性氣體為氬氣或氮?dú)狻?/p>
8.權(quán)利要求1-7任一所述的制備方法得到的納米炭片的應(yīng)用,其特征在于,將納米炭片和多微孔納米炭片作為氣體吸附劑,用于CH4、C2H2、C2H4、C2H6、C3H8、CO2、H2S、N2、H2中的一種或兩種以上混合氣體的吸附存儲(chǔ),同時(shí)用于上述兩種以上混合氣體的吸附分離。
9.權(quán)利要求1-7任一所述的制備方法得到的納米炭片的應(yīng)用,其特征在于,將納米炭片和多微孔納米炭片作為電極材料,應(yīng)用于超級(jí)電容器儲(chǔ)能器件。