利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2021104802228
申请人: 齐鲁工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.有序木质素碳‑碳纳米管复合材料的制备方法,其特征在于包括:S1.在pH=11 12条件下对木质素进行化学改性,制备改性木质素,所述化学改性方法包~括羧甲基化改性、磺酸化改性、季铵化改性、胺化改性、硝化改性、醚化反应或偶氮化改性;

S2.采用蒸发诱导自组装技术制备木质素/催化剂前驱体:

将改性木质素溶解于水溶液中,加入可溶性金属盐,搅拌均匀后加入一定量弱碱性铵盐,加热条件下反应一定时间后蒸发、干燥得到木质素/催化剂前驱体混合物固体粉末,以重量计,改性木质素:可溶性金属盐:弱碱性铵盐的配比为100:(10~100):(10~100),所述可溶性金属盐为钴盐、铝盐、镍盐、锌盐、铁盐、铜盐、锰盐、银盐、铂盐和钯盐中的两种或多种,且钴盐的质量百分含量不低于20%;

S3.控制木质素/催化剂前驱体的碳化和催化过程,利用木质素自身热分解产生的甲烷和小分子有机物间的自催化作用,使得碳纳米管有序自生长,得到木质素碳‑碳纳米管‑催化剂复合物;

S4.利用纳米级催化剂作为硬模板剂,通过稀酸刻蚀去除后形成大量的均匀的介孔孔道,从而获得高介孔率的高有序化木质素碳‑碳纳米管基材。

2.根据权利要求1所述的有序木质素碳‑碳纳米管复合材料的制备方法,其特征在于,以重量计,改性木质素:可溶性金属盐:弱碱性铵盐的配比为100:(10~100):(10~

100);

所述弱碱性铵盐为尿素、氨水、碳酸氢铵和/或碳酸铵。

3.根据权利要求1所述的有序木质素碳‑碳纳米管复合材料的制备方法,其特征在于,加入弱碱性铵盐后加热至50 80℃,反应1 3小时。

~ ~

4.根据权利要求1所述的有序木质素碳‑碳纳米管复合材料的制备方法,其特征在于,步骤S3通过控制碳化的加热升温速率和恒温加热保持时间,控制碳化和催化过程。

5.根据权利要求4所述的有序木质素碳‑碳纳米管复合材料的制备方法,其特征在于,碳化和催化过程在惰性气体保护下进行;

控制碳化和催化过程的具体方法为:第一段以5 10℃/min升温至200 400℃,保持10~ ~ ~

60min;第二段以0.1 5℃/min升温至500 700℃,保持0.5 5h,降温至室温。

~ ~ ~

6.根据权利要求1所述的有序木质素碳‑碳纳米管复合材料的制备方法,其特征在于,步骤S4稀酸刻蚀的具体方法为:将木质素碳‑碳纳米管‑催化剂复合物浸泡在一定质量浓度的稀酸溶液中进行酸洗,洗涤去除其中的催化剂,然后离心、干燥后获得木质素碳‑碳纳米管复合材料。

7.根据权利要求6所述的有序木质素碳‑碳纳米管复合材料的制备方法,其特征在于,所述稀酸溶液为浓度0.1 2mol/L的硝酸和/或盐酸溶液,酸洗时间不少于4小时。

~

8.权利要求1‑7中任意一项所述制备方法得到的有序木质素碳‑碳纳米管复合材料在制备气体吸附剂、锂离子电池负极材料、超级电容器或催化剂载体中的应用。