[发明专利]一种超高比表面积多孔炭材料及其制备方法

权利要求书

1.一种超高比表面积多孔炭材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、对炭质原料进行预炭化处理；

步骤2、利用含钾盐或含钠盐的醇溶液在超临界条件下处理炭质原料；

所述钾盐为甲醇钾、乙醇钾、异丙醇钾、正丁醇钾、叔丁醇钾和乙酰丙酮钾中的一种；所述钠盐为甲醇钠、乙醇钠、异丙醇钠、正丁醇钠、叔丁醇钠和乙酰丙酮钠中的一种；醇溶液中的醇为有机醇，所述有机醇为甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种；

所述醇溶液中钾盐或钠盐的质量浓度为5~20%；所述钠盐或钾盐的质量为炭质原料质量的0.2~1.0倍；

采用含钾盐或含钠盐的醇溶液在超临界条件下处理炭质原料的温度为240~350℃，处理时间为0.5~5.0h；

步骤3、将超临界处理后的炭质原料进行高温热处理，热处理后清洗、干燥，得到超高比表面积多孔炭材料。

2.根据权利要求1所述的超高比表面积多孔炭材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述炭质原料包括生物质、煤炭、石油焦、PVC沥青、糠醇树脂、酚醛树脂和炭黑中的一种。

3.根据权利要求2所述的超高比表面积多孔炭材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，炭质原料的预炭化处理温度为400~600℃，处理时间为1.0~4.0h；预炭化处理后炭质原料的碳元素含量大于95%。

4.根据权利要求1所述的超高比表面积多孔炭材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，预炭化处理采用氮气作为载气，氮气流速为100~800ml/min；

在炭质原料预炭化处理的升温过程中的升温速率为2~10℃/min。

5.根据权利要求1所述的超高比表面积多孔炭材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤2中，醇溶液与炭质原料的质量比为4~8。

6.根据权利要求1所述的超高比表面积多孔炭材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤2中，醇溶液中钾盐或钠盐的质量浓度为20%。

7.根据权利要求1所述的超高比表面积多孔炭材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤3中，高温热处理的温度为650~850℃，热处理时间为0.5~3.0h。

8.根据权利要求7所述的超高比表面积多孔炭材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤3中，高温热处理过程的升温速率为3~15℃/min。

9.根据权利要求1所述的超高比表面积多孔炭材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤3中，采用5~20倍的去离子水浸渍清洗，之后在90~120℃条件下进行干燥，得到超高比表面积多孔炭材料。

10.一种超高比表面积多孔炭材料，其特征在于，利用权利要求1至9任一项所述的超高比表面积多孔炭材料的制备方法制备得到，所述超高比表面积多孔炭材料的比表面积3200m²/g；

所述超高比表面积多孔炭材料为三维结构，所述三维结构由多层石墨烯微晶群及无序碳结构构成，所述多层石墨烯微晶群中的微晶之间由无序碳结构链接同时存在孔隙。