[发明专利]一种整体结构炭复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种整体结构炭复合材料，其特征在于，所述的复合材料由堇青石陶瓷和炭材料组成，具有整体蜂窝结构，其中炭材料涂覆在堇青石蜂窝通道壁上，既有泡沫结构的大孔，又存在纳米级的微孔；以复合材料的总重量计，炭材料的重量百分比为1-15％；所述炭材料为泡沫结构的活性炭，泡沫结构孔的直径为0.5-20μm，以孔的总数量计，小于2nm的微孔数量占55-85％。

2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，炭材料的重量百分比为4-12％；所述炭材料中泡沫结构孔的直径为1-10μm，小于2nm的微孔数量占60-80％。

3.一种如权利要求1或2所述的整体结构炭复合材料的制备方法，其特征在于，所述的方法包括步骤：

(1)将堇青石陶瓷蜂窝在混合溶液中浸泡0.5-24小时，所述混合溶液是将富碳前驱体、溶剂、固化剂和发泡剂混合得到；以混合溶液的总体积计，富碳前驱体的浓度为5-70w/v％，所述溶剂、固化剂和发泡剂的重量比例为1∶0-0.1∶0-0.1；

(2)将浸泡后的堇青石陶瓷蜂窝升温至50-300℃，保持1-12小时，使富碳前驱体固化并发泡，形成的复合体I含有堇青石陶瓷和固化并发泡的富碳前驱体；

(3)在惰性气体下，将复合体I升温至500-1000℃，保持1-12小时，使富碳前驱体炭化，形成的复合体II含有堇青石陶瓷和泡沫炭；和

(4)在氧化性气体下，将复合体II置于300-1000℃，保持5-240分钟，得到如权利要求1所述的整体结构炭复合材料。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的富碳前驱体选自树脂、煤沥青、或石油沥青；所述的溶剂选自下述的一种或一种以上：水、乙醇、丙酮、异丙醇、乙二醇、和苯；所述的固化剂选自六次甲基四胺、二乙烯三胺、或偏苯二胺；所述的发泡剂选自下述的一种或一种以上：聚乙烯醇、石油醚、尿素、和碳酸铵((NH₄)₂CO₃)。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的富碳前驱体选自下述的一种或一种以上：酚醛树脂、环氧树脂、和环氧丙烯酸树脂。

6.一种如权利要求1或2所述的整体结构炭复合材料的用途，用于吸附、催化、吸波、保温、绝缘、防腐蚀。