具有特殊交联空球状氮掺杂碳材料的合成方法

摘要

本发明公开了一种具有特殊交联空球状氮掺杂碳材料的合成方法，主要在商业化三聚氰胺海绵孔内引入氧化碳纳米管，并在其表面聚合包覆聚苯胺，通过高温热解处理制备具有特殊交联空球形貌的氮掺杂碳材料，具体技术方案要点为：将氧化碳纳米管分散液加入到苯胺单体的酸性溶液中，加入氧化剂过硫酸铵引发苯胺在碳纳米管的聚合反应，将三聚氰胺海绵浸泡到上述溶液中，在海绵孔内形成沉积聚苯胺的氧化碳纳米管，经过高温热解碳化处理制备交联空球状氮掺杂碳材料。所制备氮掺杂碳材料通过碳纳米管交联，有助于获得较高导电性，氮掺杂碳材料的碳氮骨架能提供良好电容性和催化活性，在传统酸性电解质和氧化还原电解质体系中均能提供良好电容性能。

主权项

具有特殊交联空球状氮掺杂碳材料的合成方法，其特征在于具体步骤为：步骤（1），配制摩尔浓度为1mol/L的酸溶液，取100mL酸溶液冰浴冷却后加入0.2mL苯胺单体得到溶液A，另取100mL酸溶液冰浴冷却后加入0.12g过硫酸铵得到溶液B；步骤（2），将1‑3mg氧化碳纳米管超声分散于1mL去离子水中形成悬浮液，将该悬浮液加入到溶液A中于冰浴条件下搅拌10min得到溶液C，然后将溶液B加入到溶液C中搅拌2min形成均匀分散液；步骤（3），将一块尺寸为1cm×2cm×3cm的三聚氰胺海绵放入上述均匀分散液中，然后置于冰浴条件下反应24‑48h，在三聚氰胺海绵孔内形成沉积聚苯胺的氧化碳纳米管，再用去离子水冲洗至冲洗液为无色得到绿色的三聚氰胺海绵；步骤（4），将绿色的三聚氰胺海绵放入烘箱中烘干，然后置于管式炉中在氮气气氛中于600‑800℃煅烧1‑2h得到具有特殊交联空球状氮掺杂碳材料。