[发明专利]一种复合多孔炭材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种复合多孔炭材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.配制炭化料、石墨烯材料和还原剂的混合溶液，进行水热反应，得到复合炭材料；

b.复合炭材料经活化及后处理，得到一种复合多孔炭材料。

2.根据权利要求1所述的一种复合多孔炭材料的制备方法，其特征在于，所述炭化料是由碳前驱体炭化得到。

3.根据权利要求2所述的一种复合多孔炭材料的制备方法，其特征在于，所述碳前驱体包括酚醛树脂、葡萄糖、聚丙烯腈和沥青中的一种或多种，优选包括酚醛树脂；

可选地，所述碳前驱体经固化粉碎后进行炭化；

可选地，所述炭化温度为500℃-600℃，优选为550℃-600℃，进一步优选为550℃；

可选地，所述炭化时间为2h以上，优选为2-4h，进一步优选为2h；

可选地，所述炭化过程的升温速率为5℃/min以上，优选为5-10℃/min，进一步优选为5℃/min。

4.根据权利要求1所述的一种复合多孔炭材料的制备方法，其特征在于，所述石墨烯材料包括单层石墨烯、双层石墨烯、多层石墨烯、氧化石墨烯和石墨烯衍生物中的一种或多种，优选包括氧化石墨烯和/或石墨烯衍生物，进一步优选包括氧化石墨烯；

可选地，所述还原剂包括无机还原剂和有机还原剂中的一种或多种，优选包括L-抗坏血酸、水合肼、柠檬酸钠、连二亚硫酸钠、碘化氢、偏磷酸钠、二氧化硫脲中的一种或多种，进一步优选包括水合肼、L-抗坏血酸和碘化氢中的一种或多种；

可选地，所述炭化料和水的质量比为1：1-100；

可选地，所述炭化料、石墨烯材料和还原剂的质量比为100：0.01-50：0.01-100，优选为100：0.1-20：0.1-20，进一步优选为100：1-10：1-10；

可选地，所述水热反应所用容器的体积填充度为80％以下，优选为60％-80％；

可选地，所述水热反应的温度为120℃以上，优选为120-180℃，进一步优选为180℃；

可选地，所述水热反应的时间为2h以上，优选为2-24h，进一步优选为4-12h。

5.根据权利要求1所述的一种复合多孔炭材料的制备方法，其特征在于，所述步骤a中将石墨烯材料配制成石墨烯材料溶液；

可选地，所述石墨烯材料溶液的制备方法包括：

将石墨烯材料在水中超声分散均匀，得到石墨烯材料溶液；

可选地，所述超声功率为1000kW以上，优选为1000-3000kW；

可选地，所述石墨烯材料溶液的浓度为0.1wt％-1.5wt％，优选为0.5wt％-1wt％。

6.根据权利要求5所述的一种复合多孔炭材料的制备方法，其特征在于，所述石墨烯材料溶液中还可以加入碳纳米管；

可选地，所述碳纳米管包括单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的一种或多种；

可选地，所述石墨烯材料和碳纳米管的质量比为1：0.01-1，优选为1：0.2-1。

7.根据权利要求1所述的一种复合多孔炭材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b活化条件为将复合炭材料在保护性气氛下升温至800～1000℃，优选保护性气氛下升温至800℃，然后通入水蒸气恒温处理；

可选地，所述保护性气氛为惰性气氛，优选包括氦气气氛、氩气气氛、氮气气氛中的任意一种或至少两种的组合；

可选地，所述活化的时间为2h以上，优选为2-4h，进一步优选为2h；

可选地，所述活化过程的升温速率为5℃/min以上，优选为5-10℃/min，进一步优选为5℃/min。