用模板炭化法制备具有规则结构和高比表面积的多孔炭

摘要

本发明提供了一种用模板炭化法制备具有规则结构和高比表面积的多孔炭。该方法是以商品Y型沸石为模板，有机物糠醇为碳前驱体，经模板材料的预处理；制备有机物/模板复合物；炭/模板复合物的制备；模板的去除等工艺步骤，将有机物填充到无机多孔规则材料的纳米孔道内，经聚合、炭化，脱除模板处理，制得粉状或粒状多孔炭。本发明制得的多孔炭具有规则结构、高比表面积、高孔容、孔尺寸呈单分布等优点，且产品的产量可控。工艺路线简单，条件温和，常规设备，原料易得。在气体、液体的精制与分离，电子工业，生物材料和医学领域有着广泛应用前景。

主权项

1、一种以多孔性无机材料为模板，有机物为炭前驱体制备具有规则结构和高比表面积多孔炭的模板炭化法，其特征在于该方法是通过下列步骤制得多孔炭：(1)模板材料的预处理：将商品Y型沸石模板于120℃下在真空条件下干燥处理1h；(2)有机物/模板复合物的制备：将干燥后冷却到室温的粉状Y型沸石在浸渍装置中，真空、常温状态下加入等体积的有机物糠醇，搅拌30min以后通入氮气持续搅拌6-9h，随后在1.0-1.4Mpa氮气下浸渍1.0-2.0h，混合物经过滤，空气干燥后，用过量的有机溶剂清洗掉残留在模板剂外表面的有机物，固体产品再一次在空气中干燥，得到有机物/模板复合物；(3)炭/模板复合物的制备：有机物在模板无机多孔材料的纳米孔道内炭化是将糠醇/沸石复合物放置于炭化炉内，在氮气保护下，于95℃加热24h，然后在150℃下加热8h进行聚合反应；炭化条件：在氮气保护下，以2.5℃/min升温速率，将温度从150℃升温至300℃；再以5℃/min升温速率，温度从300℃升温至700℃，将含4-7％丙烯的N2气体通入反应器，反应进行3h后切断丙烯气体，最后以5℃/min的升温速率将温度升至900℃，炭化3h后冷却至室温得到炭/模板复合物；(4)模板的去除：在炭/模板复合物中加入体积比为2的HF酸溶液溶解模板，采用超声处理15min，然后继续浸泡5-8h，过滤分离出酸溶液，并用去离子水洗涤产品炭，干燥后即得到具有规则结构和高比表面积的多孔炭材料。