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专利号: 2023108814115
申请人: 内蒙古科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种支撑结构的金属/碳气凝胶复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:步骤S1:取木屑粉浸泡在碱液中处理,取出后干燥备用;

步骤S2:取间苯二酚、甲醛、离子液体和无机金属盐,溶解于水中,取碳酸钾溶液缓慢加入到混合溶液中,将步骤S1中碱液处理后的木屑粉加入混合溶液中,搅拌均匀;

步骤S3:将步骤S2中得到的混合溶液移入带搅拌杆的反应釜并放入鼓风干燥箱中搅拌一定时间后进行溶胶‑凝胶反应,得到有机湿凝胶,第一次干燥,干燥后用葡萄糖溶液清洗浸泡,然后再次干燥后得到干凝胶;

步骤S4:将步骤S3中得到的干凝胶放入高温管式炉在惰性气氛保护下高温热解,自然降温后取出;即可制备得到具备支撑结构的金属/碳气凝胶复合纳米材料;

所述步骤S4中,高温热解的方法为用2℃/min的速度升温到300℃,保持1h,然后用2℃/min的速度升温到500℃,保持1h,用2℃/min的速度升温到800℃,保持2h;

所述间苯二酚、甲醛、离子液体和无机金属盐以及碳酸钾的摩尔比为1‑2:2‑4:0.1‑

0.3:0.5‑1:0.01‑0.03;

所述的离子液体为1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐或1‑丁基‑3甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种;所述的无机金属盐为六水合硝酸镍、六水合硝酸钴或六水合硝酸锌中的一种。

2.如权利要求1中所述的一种支撑结构的金属/碳气凝胶复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述木屑粉为杉树木屑粉末、橡木木屑粉末或者樟木木屑粉中的一种或者多种,木屑粒径为500‑1000目,所述碱液为氢氧化钠,氢氧化钾中的一种或者多种,碱液浓度为

5g/L‑10g/L,所述木屑粉浸泡在碱液中处理时间为24h,所述木屑粉的加入量为间苯二酚、甲醛、离子液体和无机金属盐及碳酸钾干质量总和的10‑20%。

3.如权利要求1中所述的一种支撑结构的金属/碳气凝胶复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述葡萄糖浓度为20g/100mL‑50g/100mL,所述步骤S3中搅拌时间为0.2‑1h,所述葡萄糖溶液浸泡时间为24h。

4.如权利要求1中所述的一种支撑结构的金属/碳气凝胶复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述无机金属盐为六水合硝酸镍。

5.如权利要求1中所述的一种支撑结构的金属/碳气凝胶复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中碳酸钾溶液浓度为0.5mol/L;搅拌混合反应0.8‑1.5h。

6.如权利要求1中所述的一种支撑结构的金属/碳气凝胶复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述步骤S3中,鼓风干燥箱中鼓风干燥20‑30h,鼓风干燥箱的温度为80‑90℃;第一次干燥的方法为把有机湿凝胶放入85℃电热鼓风干燥箱中干燥3h获得干凝胶。

7.如权利要求1中所述的一种支撑结构的金属/碳气凝胶复合纳米材料的制备方法,其特征在于,所述步骤S3中,第二次干燥将干凝胶放入85℃电热鼓风干燥箱中干燥3h。