本發(fā)明涉及一種新型層狀碳電極材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
水滑石是一種具有層狀結(jié)構(gòu)的新型無(wú)機(jī)材料，在500℃下焙燒的復(fù)合金屬氧化物可在水中恢復(fù)水滑石的層狀結(jié)構(gòu)，其獨(dú)特的記憶效應(yīng)和吸附能力使得其在合成新型材料方面有著巨大的應(yīng)用潛力。當(dāng)前，電池中的碳電極一般都是不具備特殊結(jié)構(gòu)的，所以對(duì)新型的碳電極的探索一直在進(jìn)行當(dāng)中。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提出一種新型層狀碳電極材料及其制備方法，采用了焙燒復(fù)原法，利用水滑石焙燒產(chǎn)物的記憶特性，將酚醛樹(shù)脂低聚物嵌入到其層間，形成了與有序的酚醛樹(shù)脂低插層結(jié)構(gòu)，經(jīng)碳化后最終獲得層狀的碳材料，用來(lái)制作電極。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種新型層狀碳電極材料，以水滑石為原料，再以其焙燒產(chǎn)物雙金屬?gòu)?fù)合氧化物為模板，利用其獨(dú)特記憶特性使其可恢復(fù)成水滑石的層狀結(jié)構(gòu)，對(duì)插入水滑石分子層間的酚醛樹(shù)脂低聚物進(jìn)行約束，進(jìn)而使得酚醛樹(shù)脂在層間形成層狀排列結(jié)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行碳化后最終獲得具有層狀結(jié)構(gòu)的碳電極材料。
優(yōu)選地，所述的水滑石為mg-al水滑石，其焙燒產(chǎn)物雙金屬?gòu)?fù)合氧化物為mg-alldo。
優(yōu)選地，所述的mg-al水滑石具有層狀結(jié)構(gòu)，其焙燒產(chǎn)物mg-alldo具有記憶特性，可在水中恢復(fù)mg-al水滑石的層狀結(jié)構(gòu)。
一種新型層狀碳電極材料的及其制備方法，包括以下步驟：將mg-al水滑石在500℃下焙燒后獲得的mg-alldo在水中恢復(fù)層狀結(jié)構(gòu)，然后將用naoh堿化的酚醛樹(shù)脂低聚物在不停攪拌下加入到其中，繼續(xù)攪拌反應(yīng)24小時(shí)，過(guò)濾烘干，得到酚醛樹(shù)脂低聚物插層水滑石；再將烘干后的產(chǎn)物放在100℃下進(jìn)行高度聚合，得到酚醛樹(shù)脂高聚物插層水滑石，在n2氣氛保護(hù)下進(jìn)行碳化，再用2mol/lhcl將水滑石外殼去除，最終獲得具有層狀結(jié)構(gòu)的碳電極材料。
本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果為：本發(fā)明在制作過(guò)程中污染少，方法簡(jiǎn)單、快速、同時(shí)可進(jìn)行大規(guī)模的制備，為合成新型碳材料電極提供了一個(gè)切實(shí)可行的途徑。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例：
將mg-al水滑石(mg-alldhs)放入馬弗爐中，在500℃下焙燒6小時(shí)，冷卻至室溫后，稱取60g焙燒產(chǎn)物mg-alldo加入1000ml的大燒杯中，加入300ml的蒸餾水使其恢復(fù)層狀結(jié)構(gòu)，然后量取酚醛樹(shù)脂低聚物100ml(32g/100g)進(jìn)行堿化處理，然后在不停攪拌下加入到大燒杯中，繼續(xù)攪拌反應(yīng)24小時(shí)，過(guò)濾洗滌數(shù)次后在40℃下烘干，得到酚醛樹(shù)脂低聚物插層水滑石。烘干后的產(chǎn)物放在100℃下進(jìn)行高度聚合，得到酚醛樹(shù)脂高聚物插層水滑石，在n2氣氛保護(hù)下用管式爐在500℃下灼燒6小時(shí)進(jìn)行碳化，再用170ml2mol/lhcl將水滑石外殼去除，最終獲得具有層狀結(jié)構(gòu)的粉末狀的碳電極材料。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。