【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及無定型多孔碳制備領域，具體涉及油脂衍生的孔徑可調無定型多孔碳的制備方法。
技術介紹
1、無定型多孔碳是一種具有高度無序性結構和大量孔隙的碳材料。它具有高比表面積、豐富的孔隙結構和良好的化學穩定性，因此在吸附、催化、電化學儲能等領域具有廣泛的應用潛力。無定型碳的制備方法包括：碳化物熱分解法、碳化劑還原法、氣相沉積法等，當前比較受關注的制備方法主要是熱解法，即在高溫條件下，將含碳化物的材料進行熱分解，使其轉化為無定型碳。
2、但是常規熱解法需要高溫處理，能耗過高，而且碳材料的比表面積難以控制。氣相沉積法主要通過在高溫下使含碳氣體發生熱解或化學反應，使其在基底上沉積形成無定型碳材料。氣相沉積法得到的碳材料比較均勻，但比表面積同樣難以控制。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種油脂衍生的孔徑可調無定型多孔碳的制備方法，解決了現有技術存在的比表面積同樣難以控制的問題，本專利技術所采用的定型劑可以穩定碳材料結構，同時也可以人工調節孔徑，形成無定型多孔碳材料。另外，閃速焦耳熱可以降低大量能耗，在短時間內達到高效熱解、重構形貌以及造孔的目的，不僅降低了對環境的影響，也使得油脂衍生無定型多孔碳工藝具有商業應用前景。
2、為了解決該技術問題，本專利技術提供了如下技術方案：
3、油脂衍生的孔徑可調無定型多孔碳的制備方法，包括：
4、s1，按比例均勻混合定型劑和油脂，加熱攪拌形成具有特定膠束的油脂塊；
5、s2、將具有特定膠束的油
6、s3、使用閃速加熱方式對干燥的油脂塊進行快速無定型碳化；
7、s4、通過酸洗得到具有特定均勻孔道的油脂衍生初級介孔無定型碳基材料；
8、s5、對油脂衍生初級介孔無定型碳基材料水洗后進行二次閃速加熱，孔道收縮制備得到孔徑可調無定型多孔碳。
9、步驟s1所述的定型劑為lioh、koh、naoh、mg(oh)2、ca(oh)2、ba(oh)2或氨水中的至少一種；
10、步驟s3中所述閃速加熱溫度在800-1100℃，升溫速率為50-500℃/s，總加熱時間為10-90秒；
11、步驟s5中所述閃速加熱溫度在1200-1500℃，升溫速率為50-500℃/s，總加熱時間為30-240s；
12、微孔無定型碳基材料的孔徑為0.5-2nm。
13、步驟s1堿性物質與油脂反應生成的鹽類形成穩定的膠束結構，確保油脂塊在后續的處理步驟中保持其形狀，有利孔道的形成，從而形成特定的孔位。堿性物質可能在高溫條件下催化碳化反應，提高碳化效率，使得無定型碳基材料形成更快速和有效。
14、步驟s3快速升溫則可以在短時間內使油脂塊中的有機物質的熱分解生成碳，提高碳化效率。高溫可以增加揮發性組分的分子運動速度，使其更容易從混合物中逸出，形成孔洞。控制兩者影響到油脂的碳化程度，從而影響到孔徑的大小和孔隙率的大小。
15、步驟s5在更高的溫度下進行二次加熱，材料中的非碳化的有機物質和其他不穩定的組分會進一步分解和脫去，加大材料本身的石墨化程度，促進材料的進一步碳化，導致孔道的收縮，增加其穩定性。
16、優選的，步驟s1所述的定型劑和油脂的質量比為1-4。
17、混合比例影響膠束結構的穩定性，該混合比例確保形成的膠束在后續處理中保持其結構，并且有助于形成適度大小和分布的孔道。
18、優選的，步驟s1中所述加熱溫度為25-100℃，攪拌時間為0.5-2小時，攪拌轉速為100-400r/min。
19、攪拌混合條件確保制備過程的溫和性，保持膠束結構的穩定性。該攪拌條件有助于形成均勻、穩定的混合物，確保定型劑與油脂充分混合，形成具有穩定膠束結構的油脂塊。
20、優選的，步驟s2中干燥溫度在80℃，干燥時間為5小時。
21、優選的，步驟s4中所述酸洗步驟為使用濃度為1mol/l的鹽酸、硫酸、草酸或硝酸中的至少一種進行酸洗，酸用量與多孔碳材料的體積質量比為1-10ml/g。
22、合理的酸用量有助于有效與多余的定型劑和其他雜質反應，提高材料的純度，同時多孔碳材料的孔道結構進行調控。
23、優選的，油脂衍生初級介孔無定型碳基材料的孔徑為2-50nm。
24、本專利技術和現有技術相比，具有以下優點：
25、與現有技術相比，本專利技術提出了一種孔徑可調的油脂衍生無定型多孔碳的高效制備方法。首先調控定型劑和油脂的比例，形成具有特定膠束的皂化油脂塊，然后使用閃速加熱方式對油脂塊進行快速無定型碳化。最后通過酸洗和水洗得到具有特定均勻孔道的油脂衍生無定型碳基材料。
26、本專利技術通過使用定型劑包覆的方法，而后以簡單的閃速焦耳熱反應，有效縮短反應時間，且加入的定型劑輔助油脂在高溫熱解時的結構穩定，同時定型劑發生脫水反應并與碳反應產生大量氣泡，從而達到可調控的造孔的目的。本專利技術采用的孔徑可調的油脂衍生無定型多孔碳的高效制備方法獲得的多孔碳材料的比表面積更大，無需繁瑣的工藝和更高的能耗，極具前景。
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1.油脂衍生的孔徑可調無定型多孔碳的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的油脂衍生的孔徑可調無定型多孔碳的制備方法，其特征在于，步驟S1所述的定型劑和油脂的質量比為1-4。
3.根據權利要求1所述的油脂衍生的孔徑可調無定型多孔碳的制備方法，其特征在于，步驟S1中所述加熱溫度為25-100℃，攪拌時間為0.5-2小時，攪拌轉速為100-400r/min。
4.根據權利要求1所述的油脂衍生的孔徑可調無定型多孔碳的制備方法，其特征在于，步驟S2中干燥溫度在80℃，干燥時間為5小時。
5.根據權利要求1所述的油脂衍生的孔徑可調無定型多孔碳的制備方法，其特征在于，步驟S4中所述酸洗步驟為使用濃度為1mol/L的鹽酸、硫酸、草酸或硝酸中的至少一種進行酸洗，酸用量與多孔碳材料的體積質量比為1-10ml/g。
6.根據權利要求1所述的油脂衍生的孔徑可調無定型多孔碳的制備方法，其特征在于，油脂衍生初級介孔無定型碳基材料的孔徑為2-50nm。
【技術特征摘要】
1.油脂衍生的孔徑可調無定型多孔碳的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的油脂衍生的孔徑可調無定型多孔碳的制備方法，其特征在于，步驟s1所述的定型劑和油脂的質量比為1-4。
3.根據權利要求1所述的油脂衍生的孔徑可調無定型多孔碳的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述加熱溫度為25-100℃，攪拌時間為0.5-2小時，攪拌轉速為100-400r/min。
4.根據權利要求1所述的油脂衍生的孔徑可調無...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孟巖，趙虔，王玉玨，宋杰，趙國慧，張昌兵，
申請(專利權)人：成都萬潛科延科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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