一种工业生产高堆积密度的有序介孔碳材料的方法

摘要

本发明公开了一种工业生产高堆积密度的有序介孔碳材料的方法。本发明利用两亲性嵌段共聚物作为结构导向剂，低分子量高分子聚合物作为碳源，通过物理机械混炼的方式直接混炼，所得混炼混合物切割成直径尺寸小于4厘米的小块；将小块在120～180℃温度下进行热聚处理；然后将热聚处理后的小块粉碎研磨至粒径2-500微米的粉体，在惰性气氛中高温煅烧碳化获得高堆积密度的有序介孔碳粉体材料。本发明无需使用有机溶剂，无需使用超薄模具，无须支撑体材料，工艺流程简单，生产过程与现有高分子加工设备匹配良好，所制得的有序介孔碳材料具有较高的堆积密度，颗粒尺寸均一可调，可应用于分离、吸附、超级电容器、锂离子电池等领域。

主权项

一种工业生产高堆积密度的有序介孔碳材料的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：（1）将两亲性嵌段共聚物与高分子前驱物直接混合，在20～70℃温度下，在开炼机或密炼机中进行机械混炼0.5～6小时，得混炼混合物；所述高分子前驱物与两亲性嵌段共聚物之间的质量比为0.5～3.0：1；所述的两亲性嵌段共聚物为聚环氧乙烷‑聚环氧丙烷、聚环氧乙烷‑聚环氧丁烷、聚环氧乙烷‑聚环氧丙烷‑聚环氧乙烷、聚环氧乙烷‑聚环氧丁烷‑聚环氧乙烷、聚环氧丙烷‑聚环氧乙烷‑聚环氧丙烷、聚环氧乙烷‑聚苯乙烯中的一种或两种以上的混合；所述高分子前驱物为分子量范围为200～10000的热固型聚合物；（2）将步骤（1）得到的混炼混合物在80～120℃温度下，固化15～60小时；将固化后的混合物切割成直径尺寸小于4厘米的小块；将小块在120～180℃温度下进行热聚处理4～24小时；然后将热聚处理后的小块粉碎研磨至粒径10‑600微米的粉体；（3）将步骤（2）得到的粉体在惰性气体保护下，600～1200℃温度下高温碳化处理1～5小时，制得所述高堆积密度的有序介孔碳材料。