一种以多孔铜为模板制备多孔碳材料的方法

摘要

本发明公开了一种以多孔铜为模板制备多孔碳材料的方法。将Cu₃₀Mn₇₀条带置于稀盐酸溶液中除去Mn，制得纳米多孔铜；将纳米多孔铜置于甲苯磺酸乙醇溶液中浸渍，使孔内浸入甲苯磺酸；再使孔内浸入碳源糠醇；进行初步碳化，再进行全部碳化，在高温进行煅烧得到铜和碳的复合材料；在经氯化铁盐酸溶液腐蚀，得到多孔碳材料。本发明的优点在于：突破已有制备多孔碳的模板限制，采用多孔金属和碳的复合，能够发挥两者的优势，具有创新性高，工艺简单，易于控制，且成本低廉，环境友好和重现性较好的特点。以该方法制备的多孔碳材料孔径分布均匀。

主权项

一种以多孔铜为模板制备多孔碳材料的方法，其特征在于包括以下过程：（1）将厚度为20~50μm的Cu₃₀Mn₇₀条带置于浓度为0.02‑0.2M稀盐酸溶液中进行自由腐蚀除去Mn，然后将条带置于去离子水中清洗以去除腐蚀液至中性，再经温度60‑80℃真空干燥1‑2h，制得纳米多孔铜；（2）将步骤（1）制得的纳米多孔铜置于浓度为0.5‑1mol/L的对甲苯磺酸乙醇溶液中浸渍1‑2h后，用乙醇洗涤表面多余的对甲苯磺酸溶液，将孔内含有对甲苯磺酸的纳米多孔铜放置在真空干燥箱中，于温度60‑80℃下保温1‑3h进行干燥；（3）将步骤（2）制得的孔内含有对甲苯磺酸的纳米多孔铜放置在盛有质量分数为20%‑95%糠醇的水溶液中，采用真空机械泵进行抽滤，使纳米多孔铜中充满糠醇碳源；（4）将步骤（3）制得的充满碳源的纳米多孔铜放入真空干燥箱中于温度80‑100℃保温6‑8h，然后升温至120‑150℃保温6‑8h进行初步碳化；（5）重复步骤（3）和步骤（4）进行2次‑3次，进行完全碳化；（6）将步骤（5）制得的完全碳化的纳米多孔铜放入管式炉中，在200ml/min氩气氛围下，以5‑10℃/min的升温速率升至700~900℃，保温1‑3h，得到铜和碳的复合材料;（7）将步骤（6）制得的铜和碳的复合材料加入含有氯化铁的质量浓度为10%的盐酸溶液中，浸泡2~3小时，制得多孔碳材料。