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专利号: 2020106419160
申请人: 天津市职业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-11-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种导电性氮杂化介孔碳材料,其特征在于以廉价的酚醛脲醛类树脂为碳源,以导电性氧化物作为催化活化剂和掺杂剂,使导电氧化物掺杂到酚醛脲醛类树脂中,在350-600℃下催化炭化活化形成导电性氮杂化介孔碳材料,所得产品的方块电阻为50-100Ω/□,比容量为300-700F/g,比表面积为1000-1500m2/g,孔径为4-20nm,介孔率为70%-80%,C质量含量为60%-80%,N质量含量为5%-10%,Sn质量含量为5%-15%;所述的酚醛脲醛类树脂为对羟基苯海因生产废液与甲醛反应制备的酚醛脲醛类树脂,其质量组成为:C 50%-

75%、H 3%-5%、O 10%-25%、N 7%-25%;所述的导电性氧化物催化活化剂和掺杂剂为纳米SnO2-xFx,其中,x=0.02-0.2。

2.一种导电性氮杂化介孔碳材料的制备方法,其特征在于采取的技术方案包括酚醛脲醛类树脂与催化活化剂配料、酚醛脲醛类树脂的催化炭化、炭化物的催化活化、导电性氮杂化介孔碳材料的形成五部分;酚醛脲醛类树脂与催化活化剂配料是将粉碎至300目的酚醛脲醛类树脂用质量浓度10%的SnF2水溶液浸渍4-8h,使催化活化剂渗透到树脂孔隙中和吸附在树脂表面;然后将其在110-120下干燥,控制酚醛脲醛类树脂与SnF2的投料质量比为1:

0.05-0.1;所述的酚醛脲醛类树脂质量组成为:C 50%-75%、H 3%-5%、O 10%-25%、N 

7%-25%。

3.根据权利要求2所述的导电性氮杂化介孔碳材料的制备方法,其特征在于酚醛脲醛类树脂的催化炭化是将负载SnF2的酚醛脲醛类树脂放入素烧陶瓷坩埚中,置于高温炉中,在模拟烟道气体的保护下,在350-400℃下进行催化炭化2-4h,在此过程中SnF2熔融渗透到树脂内部,氧化分解为粒径为5-20nm的纳米SnO2-xFx,其中,x=0.02-0.2;所述的烟道气是CO2气体与空气体积比为4:1的混合气体。

4.根据权利要求2所述的导电性氮杂化介孔碳材料的制备方法,其特征在于炭化物的催化活化:将高温炉升温到500-600℃,炭化物在烟道气的保护下催化活化2-4h,然后冷却到室温,纳米SnO2-xFx将与其接触的炭化物中氧化刻蚀形成大量微孔,进一步刻蚀形成介孔。

5.根据权利要求2所述的导电性氮杂化介孔碳材料的制备方法,其特征在于导电性氮杂化介孔碳材料形成是将冷却后的催化活化物料用热水浸渍,使可溶性灰分溶解,过滤分离沉淀物,用去离子水清洗沉淀至pH为7-8,然后在110℃下烘干;得到导电性氮杂化介孔碳材料的方块电阻为50-100Ω/□,比容量为300-700F/g,比表面积为1000-1500m2/g,孔径为

4-20nm,介孔率为70%-80%,C质量含量为60%-80%,N质量含量为5%-10%,Sn质量含量为5%-15%。