一种纳米级壁厚的薄壁泡沫炭材料及其制备方法

摘要

本发明涉及泡沫炭材料及其制备技术，具体为一种纳米级壁厚的薄壁泡沫炭材料及其快速制备的方法。利用酸液对玉米淀粉的点蚀水解和脱水作用，在微波条件下使淀粉快速发泡炭化，形成纳米级壁厚的薄壁泡沫炭材料，炭产率可达25～35%。所得材料具有三维网络结构，网眼由薄壁炭层相连，单个网孔炭壁面积为10～50μm，炭壁厚度约为25nm，炭壁结构中含有羟基、羰基及环氧活性基团。该材料含有微孔和介孔，其中介孔主要在2～9nm呈窄分布状态，经活化的薄壁泡沫炭材料炭壁为多孔炭片的叠加。本发明材料利于碳骨架的充分裸露和有效利用，可用作电极材料或催化剂载体。

主权项

一种纳米级壁厚的薄壁泡沫炭材料，以玉米淀粉为原料，利用酸液对玉米淀粉的点蚀水解作用，使酸液通过水解产生的孔洞进入淀粉颗粒内部，然后在微波加热条件下，使淀粉颗粒内部产生大量气体，同时利用酸液的脱水作用及微波产生的高温，促进原料快速发泡炭化，制得纳米级壁厚的薄壁泡沫炭材料，其主要成分的分子表达式为：C_nH_xO_y，此外还含有痕量硫、磷或锌元素；该材料具有三维网络结构，网眼由纳米级厚度的薄炭壁相连，炭壁结构中含有羟基、羰基及环氧活性基团，此外该薄壁泡沫炭材料具有微孔和介孔结构，其中介孔孔径呈窄分布状态，经活化的薄壁泡沫炭材料其炭壁为多孔炭片的叠加。