石墨化有序介孔碳材料的低温软模板一步合成法

摘要

本发明公开了一种低温下石墨化有序介孔碳的合成方法。通过软模板路线，在碳源与表面活性剂的有机-有机自组装过程中引入具有催化石墨化作用的金属前驱盐，再经惰性气氛中碳化后，一步合成石墨化有序介孔碳材料。该方法将介孔碳材料的合成和金属负载这两个独立的步骤合二为一，极大地简化了合成步骤，操作简便；并将碳化过程和石墨化转化过程合并，减少了高温对材料有序结构的破坏，且利用金属的催化作用大大降低了石墨化的热处理温度。该材料作为催化剂载体，与未石墨化的有序介孔碳材料相比，显示出较好的电催化性能，为燃料电池催化剂载体提供了新的选择。

主权项

一种石墨化有序介孔碳材料的低温软模板一步合成法，其特征在于：通过软模板法一步负载铁、钴、镍并将其作为催化石墨化添加剂，在酚醛缩聚物高温碳化的同时，使得碳材料在金属的催化作用下发生石墨化转化，从而获得具有石墨结构且孔道排列有序的介孔碳材料，具体步骤如下：第一步：室温下，将非离子表面活性剂和苯酚类物质混合溶解在水/有机溶剂混合液中，加入催化石墨化添加剂金属前驱盐，搅拌混合反应，通过调节苯酚类物质与金属前驱盐的摩尔比来控制金属的加入量；第二步：将甲醛溶液加入第一步制得的混合液中，搅拌使甲醛和苯酚类物质聚合，停止搅拌，制得的混合液分为两层，上层为水相下层为有机相；第三步：将第二步所得两相混合液静置老化后，弃去上层清液，下层有机相搅拌静置形成粘稠液体，经低温热聚形成固体产物。所得固体产物于惰性气氛下经高温碳化，在金属物种作用下发生催化石墨化转化，得到石墨化有序介孔碳材料。