本申請(qǐng)涉及多孔碳，具體涉及一種基于mgo模板制備瀝青基多孔碳的方法。

背景技術(shù)：

1、多孔碳因高比表面積、優(yōu)異的導(dǎo)電性、低成本、環(huán)境友好得到了廣泛關(guān)注。為了實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容器具有高能量密度和高功率密度,碳電極材料的研究策略集中于制造大量的微孔用于電荷積累來提高比電容和適量的介孔優(yōu)化離子的快速傳遞能力。盡管碳基電極材料的研究已取得一些可喜的成果,但從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā),仍亟需探索一種可控的、經(jīng)濟(jì)和易實(shí)現(xiàn)的制備高性能多孔碳材料技術(shù)。

2、專利cn106430144a公開了一種基于片狀氧化鎂模板制備瀝青基多級(jí)孔碳片的方法及其應(yīng)用，所用材料為煤瀝青，而煤瀝青來源和成分相對(duì)復(fù)雜，可能導(dǎo)致制備過程中的不穩(wěn)定性和不可控性增加。其孔隙結(jié)構(gòu)通常也較為復(fù)雜，而天然巖瀝青加工過程復(fù)雜，材料來源有限，成本也較高，不利于大規(guī)模生產(chǎn)多孔碳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的在于提供一種基于mgo模板制備瀝青基多孔碳的方法，采用商用納米mgo通過水熱合成法制得納米多孔片狀mgo，采用石油瀝青代替煤瀝青，通過調(diào)節(jié)片狀多孔mgo的摻入量及koh活化劑的添加量，提升了得到的多孔碳材料的性能。

2、本發(fā)明提供了一種基于mgo模板制備瀝青基多孔碳的方法，基于mgo模板制備瀝青基多孔碳的方法包括以下制備步驟，

3、步驟一、取納米mgo與去離子水混合后，置于合成釜中，180℃水熱合成2h后抽濾，放入100°c烘箱干燥，烘干后的濾餅放入研缽中粉碎，最后550°c馬弗爐中煅燒1h，得到多孔片狀mgo；

4、步驟二、配置瀝青溶液和mgo懸浮液；

5、步驟三、步驟二得到的將瀝青溶液逐滴加入至mgo懸浮液中混合攪拌，在60℃下烘干除去溶劑四氫呋喃，得到褐色粉末；

6、步驟四、將步驟三得到的褐色粉末轉(zhuǎn)移至剛玉坩堝中放入管式爐內(nèi)，在氬氣保護(hù)氣氛下煅燒，得到碳化后的c/mgo復(fù)合材料；

7、步驟五、將步驟四得到碳化后的c/mgo復(fù)合材料經(jīng)稀鹽酸溶液洗、去離子水洗后得到的碳材料樣品記為ac-75；

8、步驟六、將ac-75與koh倒入研缽中充分研磨混合，再將混合物轉(zhuǎn)移至管式爐內(nèi)，于氬氣保護(hù)氣氛下煅燒，得到活化后的產(chǎn)物；

9、步驟七、將步驟六得到的活化后的產(chǎn)物再經(jīng)酸洗、水洗至中性后，放入真空干燥箱中于60℃下干燥12h后得到多孔碳材料pcs。

10、優(yōu)選的，步驟一中，納米mgo與去離子水混合的質(zhì)量比為1:10。

11、優(yōu)選的，步驟二中，多孔片狀mgo的添加量為石油瀝青質(zhì)量的75%。

12、優(yōu)選的，步驟四中，煅燒條件為以5℃min-1的升溫速度升至500℃，維持2h。

13、優(yōu)選的，步驟六中，ac-75：koh的質(zhì)量比為1：1。

14、優(yōu)選的，步驟六的煅燒條件為以5℃min-1的升溫速度升至800℃，加熱活化2h。

15、優(yōu)選的，步驟二中配置瀝青溶液和mgo懸浮液的具體步驟為，取石油瀝青和步驟一得到的多孔片狀mgo分別加到四氫呋喃中攪拌均勻，得到瀝青溶液和mgo懸浮液。

16、因此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于mgo模板制備瀝青基多孔碳的方法，具有以下有益效果：

17、1）石油瀝青的含碳量高、來源廣泛、價(jià)格低廉。

18、2）選用的氧化鎂模板具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，在碳源進(jìn)行碳化反應(yīng)時(shí)不與其發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后可通過稀酸除去，因此非常合適用作制備多孔碳材料的模板劑。且片狀氧化鎂的制備方法簡單,易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

19、3）本發(fā)明將片狀氧化鎂和氫氧化鉀的質(zhì)量比控制為1；1提高其電化學(xué)性能。

技術(shù)特征：

1.一種基于mgo模板制備瀝青基多孔碳的方法，其特征在于，基于mgo模板制備瀝青基多孔碳的方法包括以下制備步驟，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于mgo模板制備瀝青基多孔碳的方法，其特征在于，步驟一中，納米mgo與去離子水混合的質(zhì)量比為1:10。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于mgo模板制備瀝青基多孔碳的方法，其特征在于，步驟二中，多孔片狀mgo的添加量為石油瀝青質(zhì)量的75%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于mgo模板制備瀝青基多孔碳的方法，其特征在于，步驟四中，煅燒條件為以5℃min-1的升溫速度升至500℃，維持2h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于mgo模板制備瀝青基多孔碳的方法，其特征在于，步驟六中，ac-75：koh的質(zhì)量比為1：1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于mgo模板制備瀝青基多孔碳的方法，其特征在于，步驟六的煅燒條件為以5℃min-1的升溫速度升至800℃，加熱活化2h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于mgo模板制備瀝青基多孔碳的方法，其特征在于，步驟二中配置瀝青溶液和mgo懸浮液的具體步驟為，取石油瀝青和步驟一得到的多孔片狀mgo分別加到四氫呋喃中攪拌均勻，得到瀝青溶液和mgo懸浮液。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種基于MgO模板制備瀝青基多孔碳的方法，屬于多孔碳技術(shù)領(lǐng)域，取納米MgO與去離子水混合后，置于合成釜中，180℃水熱合成2h后抽濾，干燥，烘干后的濾餅粉碎，煅燒，得到多孔片狀MgO；然后將瀝青溶液加入至MgO懸浮液中后攪拌，烘干，得到褐色粉末，將其轉(zhuǎn)移至剛玉坩堝中放入管式爐內(nèi)，煅燒，得到碳化后的C/MgO復(fù)合材料，經(jīng)稀鹽酸溶液洗、去離子水洗后得到的碳材料樣品記為AC?75。將其與KOH倒入研缽中充分研磨混合，煅燒，得到活化后的產(chǎn)物酸洗、水洗至中性后，干燥得到多孔碳材料PCs。該方法選擇的原料為瀝青和片狀氧化鎂，性能穩(wěn)定，價(jià)格低廉，量大易得，鎂源可循環(huán)利用，環(huán)保，節(jié)約資源。

技術(shù)研發(fā)人員：陸磊,張小瑞,馮志穎,張偉杰,尹朝恩,蘇曼
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6