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专利号: 2019107895208
申请人: 河北省科学院能源研究所
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-15
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种导电有机聚合物包裹酚醛树脂基多孔炭复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)制备固化酚醛树脂:将水溶性酚醛树脂加入至无水乙醇溶液中,制备浓度为16~

17g/L的溶液,加入相当于酚醛树脂质量分数7 10wt%的固化剂后得到混合物,将所述混合~

物在室温下搅拌20 40min后,先放置于60 80℃的温度下固化1 3h,再放置于140 160℃的~ ~ ~ ~

温度下固化14 18h后,得到固化酚醛树脂;

~

(2)制备酚醛树脂基多孔炭:将步骤(1)得到的固化酚醛树脂放置于惰性气体氛围中的管式炉中,将所述管式炉的温度从室温逐渐升温至850 950℃中的任意预设温度,控制升温~

速率为5 10℃/min,并在所述预设温度下炭化1 5h,得到酚醛树脂基多孔炭;

~ ~

(3)制备导电有机聚合物包裹酚醛树脂基多孔炭复合材料:将步骤(2)得到的酚醛树脂基多孔炭加入至30 60mL丙酮溶液中,再加入表面活性剂超声分散后得到混合溶液,所述表~

面活性剂为溴化十六烷基三甲基铵、聚乙烯吡咯烷酮、甜菜碱、四丁基溴化铵中的任意一种,将导电聚合物单体在丙酮溶液中超声分散得到体积分数为5~15%的导电聚合物单体丙酮溶液,在常温下,将10 30mL的所述导电聚合物单体丙酮溶液以4 6s/滴的滴加速度滴加~ ~

至所述混合溶液中,滴加完毕后转移到微波水热反应器中在150~220℃的温度下反应1~

5h,经离心、洗涤、干燥后,得到导电有机聚合物包裹酚醛树脂基多孔炭复合材料。

2.根据权利要求1所述的导电有机聚合物包裹酚醛树脂基多孔炭复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中,步骤(2)得到的酚醛树脂基多孔炭和表面活性剂的质量比为1 3:0.05 0.6,酚醛树脂基多孔炭在丙酮溶液中的浓度为0.016 0.1g/mL。

~ ~ ~

3.根据权利要求2所述的导电有机聚合物包裹酚醛树脂基多孔炭复合材料的制备方法,其特征在于,所述酚醛树脂基多孔炭、所述导电聚合物单体、所述表面活性剂的配方比例为1 3g:0.5  4.5mL:0.05 0.6g。

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4.根据权利要求3所述的导电有机聚合物包裹酚醛树脂基多孔炭复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)制备固化酚醛树脂:将5g可溶性酚醛树脂加入至300mL无水乙醇溶液中,加入相当于酚醛树脂质量分数8wt%的固化剂后得到混合物,将所述混合物在室温下搅拌30min后,先放置于70℃的温度下固化2h,再放置于150℃的温度下固化16h后,得到固化酚醛树脂;

(2)制备酚醛树脂基多孔炭:将步骤(1)得到的酚醛树脂微球放置于惰性气氛围中的管式炉中,将所述管式炉的温度从室温逐渐升温至900℃,控制升温速率为5 10℃/min,并在~

所述预设温度下炭化3h,得到酚醛树脂基多孔炭;

(3)制备导电有机聚合物包裹酚醛树脂基多孔炭复合材料:将2g步骤(2)得到的酚醛树脂基多孔炭加入至45mL丙酮溶液中,再加入0.32g表面活性剂超声分散后得到混合溶液,将

2.5mL导电聚合物单体在25mL丙酮溶液中超声分散得到体积分数为10%的导电聚合物单体丙酮溶液,在常温下,将20mL的所述导电聚合物单体丙酮溶液以5s/滴的滴加速度滴加至所述混合溶液中,滴加完毕后转移到微波水热反应器中在185℃的温度下微波水热反应3h,经离心、洗涤、干燥后,得到导电有机聚合物包裹酚醛树脂基多孔炭复合材料。

5.根据权利要求1所述的导电有机聚合物包裹酚醛树脂基多孔炭复合材料的制备方法,其特征在于,所述导电聚合物单体为苯胺、吡咯、多巴胺中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的导电有机聚合物包裹酚醛树脂基多孔炭复合材料的制备方法,其特征在于,所述固化剂为六亚甲基四胺、三聚氰胺中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的导电有机聚合物包裹酚醛树脂基多孔炭复合材料的制备方法,其特征在于,所述水溶性酚醛树脂为掺杂硅的酚醛树脂、掺杂间苯二酚的酚醛树脂和热塑性酚醛树脂。

8.根据权利要求1所述的导电有机聚合物包裹酚醛树脂基多孔炭复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,所述惰性气体氛围为氮气气体氛围或氩气气体氛围。

9.根据权利要求1所述的制备方法制备得到的导电有机聚合物包裹酚醛树脂基多孔炭复合材料,其特征在于,所述导电有机聚合物包裹酚醛树脂基多孔炭复合材料应用于超级电容器中。