膨胀石墨插层法制备介孔碳/石墨片复合材料的方法

摘要

膨胀石墨插层法制备介孔碳/石墨片复合材料的方法，它属于介孔碳与石墨片的复合材料的制备领域。本发明要解决现有介孔碳基碳复合材料生产成本高、反应所需设备复杂、反应条件苛刻、产量低、难以工业化生产等技术问题。本发明方法如下：一、先将膨胀石墨进行热膨胀处理，再用表面活性剂进行修饰；二、制备介孔碳前躯体；三、制备介孔碳/石墨片复合材料前驱体；四、碳化。本发明制备的介孔碳与石墨烯复合材料具有导电性好、厚度可控、孔尺寸可控、比表面积较大等特点，制备的介孔碳/石墨片复合材料在燃料电池、锂离子电池以及超级电容器等领域有重要的应用价值。本发明采用廉价的膨胀石墨作为原料，具有成本低、方法简单、易于工业化生产等特点。

主权项

膨胀石墨插层法制备介孔碳/石墨片复合材料的方法，其特征在于膨胀石墨插层法制备介孔碳/石墨片复合材料是由下述步骤完成的：一、在氮气气氛下，气体流量为200mL/min，加热温度为1100℃，加热时间为30s加热膨胀石墨制得热膨胀石墨；称取0.1g热膨胀石墨，加入20mL水后再加入1.6g EO₂₀PO₇₀EO₂₀(P123)，超声30min，制备表面活性剂修饰的膨胀石墨；二、将0.3g聚乙烯基吡咯烷酮溶于30g水中，分别加入0.6g间苯酚和1.5g甲醛，然后在50～60℃、搅拌速度为300r/min条件下反应4h，得到介孔碳前驱体溶液；三、将步骤一中制得的表面活性剂修饰的膨胀石墨放在真空抽滤瓶中，在抽真空的条件下，步骤二制得的介孔碳前躯体溶液滴加到膨胀石墨中，滴加完成后，继续抽真空40min；四、将步骤三制备的产物在160℃温度下水热10h，制得介孔碳/石墨前躯体；五、将步骤四得到的介孔碳/石墨片前躯体在氩气条件下，气体流量为180mL/min，以3℃/min的升温速度由室温升至850℃，并恒温4h，即得到介孔碳/石墨片复合材料。