[发明专利]一种大尺寸柔性三维多孔碳结构的制备方法

权利要求书

1.一种大尺寸柔性三维多孔碳结构的制备方法，其特征在于，包括：

(1)衬底的准备：选择三维模板作为衬底，使用有机溶剂和去离子水超声清洗干净；

(2)MLD沉积无机-有机杂化物：将所述衬底转移到ALD反应腔中，反应温度为60℃-350℃，金属前驱体脉冲时间为0.3s～3s，有机前驱体脉冲时间为2s-8s；每次脉冲之后，用高纯氮气清洗6s～20s，沉积20nm-500nm的无机-有机杂化物薄膜，形成无机-有机杂化物包裹的三维衬底结构；

(3)热退火处理：在惰性或还原性氛围下，将所述无机-有机杂化物包裹的三维衬底结构在600℃-1200℃进行0.5h-3h的热退火处理，自然冷却至室温，形成碳-金属氧化物的复合结构；

(4)包裹聚甲基丙烯酸甲酯保护层：对碳-金属氧化物的复合结构滴涂聚甲基丙烯酸甲酯，接着在180℃下烘30min-90min，形成聚甲基丙烯酸甲酯保护层；

(5)化学法腐蚀去除金属氧化物和三维模板：使用酸或者碱溶液腐蚀步骤(4)的产物3-8小时，随后使用去离子水冲洗样品；

(6)去除聚甲基丙烯酸甲酯保护层：将步骤(5)的产物在有机溶剂中浸泡3h-8h，去除聚甲基丙烯酸甲酯，获得大尺寸三维多孔碳材料。

2.根据权利要求1所述的大尺寸柔性三维多孔碳结构的制备方法，其特征在于，所述三维模板为金属泡沫、氧化物气凝胶或氧化物纤维。

3.根据权利要求2所述的大尺寸柔性三维多孔碳结构的制备方法，其特征在于，所述金属泡沫为泡沫镍、泡沫铜或泡沫铝，所述氧化物气凝胶为氧化硅、氧化锡、氧化铝、氧化铁或氧化镍气凝胶，所述氧化物纤维为氧化铝、氧化硅或氧化锡纤维。

4.根据权利要求1所述的大尺寸柔性三维多孔碳结构的制备方法，其特征在于，

所述金属前驱体为适用于ALD的金属有机源、无水金属硝酸盐或卤化物。

5.根据权利要求4所述的大尺寸柔性三维多孔碳结构的制备方法，其特征在于，所述无水金属硝酸盐为无水硝酸钛，所述卤化物为四氯化硅、四氯化钛或三氯化铝。

6.根据权利要求4所述的大尺寸柔性三维多孔碳结构的制备方法，其特征在于，所述金属有机源为金属烷基化合物、金属醇盐、金属胺基盐、金属环戊二烯化合物、金属b二酮盐或金属脒基化合物。

7.根据权利要求6所述的大尺寸柔性三维多孔碳结构的制备方法，其特征在于，所述金属有机源为三甲基铝、二乙基锌、二羰基环戊二烯基钴、乙酰丙酮铁或二甲基胺基铪。

8.根据权利要求1所述的大尺寸柔性三维多孔碳结构的制备方法，其特征在于，所述有机前驱体为醇、羧酸或胺的双官能团及以上的有机分子。

9.根据权利要求8所述的大尺寸柔性三维多孔碳结构的制备方法，其特征在于，所述有机前驱体为二元醇类、二元硫醇类、脂肪族二元羧酸类、芳香族二元羧酸类、二元胺类、二醛类或二异氰酸酯。

10.根据权利要求9所述的大尺寸柔性三维多孔碳结构的制备方法，其特征在于，所述有机前驱体为7-辛烯基三氯硅烷、乙二醇、富马酸、丙三酸、均苯三甲酸或乙二胺。