[发明专利]膨胀石墨插层法制备介孔碳/石墨片复合材料的方法

权利要求书

1.膨胀石墨插层法制备介孔碳/石墨片复合材料的方法，其特征在于膨胀石墨插层法制备介孔碳/石墨片复合材料的方法是按下述方法进行的：

步骤一、对膨胀石墨进行热膨胀处理，然后按膨胀石墨与表面活性剂的质量比为(10～1)∶10的比例加入含表面活性剂A的溶液中，再使用超声法或者加热搅拌法进行表面修饰，其中含表面活性剂A的溶液中的溶剂C为水、乙醇、丙醇及乙二醇中的一种或其中几种的混合，含表面活性剂A的溶液中表面活性剂A与溶剂C的质量比为1∶10～500；

步骤二、将表面活性剂B溶于溶剂D中，再加入羟基化合物与醛基化合物，羟基化合物与醛基化合物的质量比为1∶3～6，然后在50℃～75℃、搅拌速度为200r/min～400r/min条件下反应30min～20h，得到介孔碳前驱体溶液，其中所述的溶剂D为水、乙醇中的一种或两中的混合，表面活性剂B与溶剂D的质量比为1∶20～1∶50，羟基化合物与醛基化合物的总质量与溶剂D的质量比为1∶8～20；

步骤三、将经步骤一处理后膨胀石墨的放在真空抽滤瓶中，在抽真空的条件下，按经步骤一处理后的膨胀石墨与介孔碳前躯体溶液的质量比为1∶(50～300)的比例将步骤二制得的介孔碳前躯体溶液滴加到真空抽滤瓶中，滴加完成后，继续抽真空5min～2h，然后采用水热法或微波法进行处理，得到复合材料前躯体；

步骤四、在惰性气体气氛条件下，以2℃/min～20℃/min的升温速度由室温升至600℃～1000℃，恒温下对复合材料前躯体进行碳化，碳化时间为1h～6h，其中所述惰性气体气氛流量为120mL/min～400mL/min；即得到介孔碳/石墨片复合材料。

2.根据权利要求1所述的膨胀石墨插层法制备介孔碳/石墨片复合材料的方法，其特征在于

步骤一所述热膨胀处理采用的方法是微波加热法或高温加热法；所述的微波加热膨胀石墨时微波功率为3.0～5.0kW，加热时间为10s～2min；所述的高温加热制备热膨胀处理是在氮气气氛下，气体流量为100～300mL/min，加热温度为800～2000℃，加热时间为10s～2min。

3.根据权利要求2所述的膨胀石墨插层法制备介孔碳/石墨片复合材料的方法，其特征在于步骤一中所述的超声法是在超声频率为3～30KHz、超声功率为200～700W条件下，超声时间为5min～2h；步骤一中所述的加热搅拌法是在温度为30～60℃、搅拌速度为150～300r/min条件下，搅拌时间为5min～2h。

4.根据权利要求3所述的膨胀石墨插层法制备介孔碳/石墨片复合材料的方法， 其特征在于步骤一所述的表面活性剂A为阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、非离子表面活性剂及两性表面活性剂中的一种；所述的阳离子型表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基二甲基苄基溴化铵、十六醇聚氧乙烯醚基二甲基辛烷基氯化铵、十二醇聚氧乙烯醚基二甲基甲基氯化铵；所述的阴离子型表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十八烷基硫酸钠；所述的非离子型表面活性剂为聚乙烯基吡咯烷酮、丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚、构醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、聚氨酯聚氧丙烯聚氧丙烯醚；所述的两性表面活性剂为EO₂₀PO₇₀EO₂₀、EO₁₀₆PO₇₀EO₁₀₆、十二烷基二甲基氧化胺、十二烷基二羟乙基氧化胺、十四烷基二羟乙基氧化胺、十六烷基二羟乙基氧化胺。