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一種石油焦基介孔碳的制備方法及應用與流程

文檔序號:12100586閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種石油焦基介孔碳的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

1)將粉碎后的石油焦顆粒經(jīng)過濃硫酸和濃硝酸氧化處理,制備獲得雙親性碳質(zhì)材料;

2)將模板劑三嵌段共聚物溶于堿性溶液中,攪拌均勻后得到澄清溶液;

3)將步驟1)所得雙親性碳質(zhì)材料加入到步驟2)所得溶液中,在水浴中密封攪拌,加入酸性溶液,繼續(xù)密封攪拌,最后在水浴中蒸干,并在烘箱中老化;

4)將步驟3)所得固體在惰性氣氛下碳化,經(jīng)研磨、酸洗、水洗、干燥后得到黑色固體,即石油焦基介孔碳。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油焦基介孔碳的制備方法,其特征在于,步驟1)中粉碎后的石油焦顆粒為75~100目,所用氧化劑濃硫酸與濃硝酸的體積比為1:1~3:1,氧化處理溫度為70~120℃,時間為2~5h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油焦基介孔碳的制備方法,其特征在于,步驟2)中三嵌段共聚物為P123、F127、F108中的一種或者多種的混合物,其與雙親性碳質(zhì)材料的質(zhì)量比為6:1~1:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油焦基介孔碳的制備方法,其特征在于,步驟2)中堿性溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或氨水溶液,且控制其pH值在12~14之間,加入量為20~100mL。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油焦基介孔碳的制備方法,其特征在于,步驟3)所述酸性溶液為稀鹽酸或稀硫酸,且控制其濃度在0.01~1mol/L之間,加入后溶液的pH值在1~4之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油焦基介孔碳的制備方法,其特征在于,步驟3)中水浴溫度控制在40~80℃之間,密封攪拌時間為0.5~3h,繼續(xù)密封攪拌時間為1~5h,老化溫度為100~150℃,時間為24~48h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油焦基介孔碳的制備方法,其特征在于,步驟4)中惰性氣體為氮氣或氬氣,碳化溫度在600~1000℃之間,碳化時間在1~3h之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的石油焦基介孔碳的制備方法,其特征在于,碳化采用分段升溫控制,首先以1℃/min升溫到300~400℃,穩(wěn)定0.5~2h,然后再以1~5℃/min升溫到600~900℃,穩(wěn)定1~3h。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油焦基介孔碳的制備方法,其特征在于,步驟4)中經(jīng)過研磨后,采用0.5~2mol/L的稀鹽酸洗滌,然后采用去離子水洗滌呈中性,最后55~80℃真空干燥。

10.一種采用權(quán)利要求1-9任意一項所述方法制得的石油焦基介孔碳在作為大分子污染物的吸附劑、催化劑的載體以及超級電容器的電極材料上的應用。

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