[发明专利]具胶原遗态多孔碳材料、制备方法及应用

权利要求书

1.一种具胶原遗态的多孔碳材料，其特征在于：该多孔碳材料是由若干直径为5～100纳米呈波状走形分支状的碳微纤维集合而成，组成的多孔碳材料的直径为0.2～2微米；该多孔碳材料的密度50～90 mg/cm³，孔径分布1～2 nm，比表面积在400 m²/g以上。

2.一种如权利要求1所述的具胶原遗态的多孔碳材料的制备方法，其特征在于具体步骤包括：

（1）将烷氧硅烷加入含水量为其理论水解需水量的1～3倍的酸性乙醇溶液中，水解0.5～5小时后加硅酸稳定剂搅拌反应0.02～5小时，再用0.1～0.5 mol/L 的NaOH水溶液调整pH为4.8～5.5即可得到硅酸水/醇溶胶；

（2）将胶原用水填充孔道后置于硅胶沉降介导剂的水溶液中浸渍0.5～24小时，然后用水冲洗表面得到孔壁附着有硅胶沉降介导剂、孔道有水填充的胶原；

（3）用硅酸水/醇溶胶浸渍步骤（2）中处理过的胶原，浸渍处理1小时～7天，每隔12～24小时更换一次硅酸水/醇溶胶，待硅酸在胶原最深孔道中完成二氧化硅沉降，室温干燥12～36小时即得到仿生矿化的胶原；

（4）将放生矿化的胶原经惰性气氛高温碳化、氢氟酸处理和洗涤干燥即得到具有具胶原遗态的多孔碳材料。

3.根据权利要求2所述的具胶原遗态的多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所述酸性乙醇溶液的pH值为1～3。

4.根据权利要求2所述的具胶原遗态的多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所述硅酸稳定剂为氯化胆碱，浓度为0.02～1mol/L。

5.根据权利要求2所述的具胶原遗态的多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所述硅酸水/醇溶胶中的二氧化硅的质量百分含量为0.1～8%，水醇体积比为0.1～0.8。

6.根据权利要求2所述的具胶原遗态的多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所述胶原为裁制成2 × 2 × 0.2 cm～1 × 1 × 0.2 cm规格的Ⅰ型单片胶原蛋白海绵。

7.根据权利要求2所述的具胶原遗态的多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所述硅胶沉降介导剂聚氯代丙烯胺、聚丙烯胺、聚乙烯亚胺、聚酰胺胺、聚精氨酸、三聚磷酸钠、silaffin-1A或natSil-1A，浓度均为0.01～10mmol/L。

8.根据权利要求2所述的具胶原遗态的多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中惰性气氛为氮气或氩气，碳化温度为400～1000℃，碳化时间为0.5～48小时。

9.根据权利要求2所述的具胶原遗态的多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中氢氟酸的浓度为1～20 wt%，酸处理时间为0.5～72小时。

10.一种如权利要求1所述的具胶原遗态的多孔碳材料的应用，其特征在于：该骨胶原遗态的多孔碳材料用于电极材料，特别是作为锂硫电池正极材料。