[发明专利]一种多级有序介孔/大孔复合碳材料及其制备方法

摘要

本发明属于先进纳米复合材料技术领域，具体涉及一种具有多级有序结构的介孔/大孔复合碳材料及其制备方法。本发明以二氧化硅模胶体晶作为硬模板，聚氧乙烯段的嵌段共聚物表面活性剂为软模板，可溶性酚醛树脂为碳源，通过在胶体晶体的空隙中进行有机一有机自组装，合成具有多级孔道的介孔/大孔复合碳材料。该材料不仅具有相互连通的有序排列的大孔，而且还具有短程有序的介孔墙壁。此外，该类材料具有胶体晶体结构所产生的光学禁带，且禁带波长连续可调。该材料在光学波导、传感器、催化剂载体等方面具有广阔的应用前景。本发明方法简单，原料易得，适于放大生产。

主权项

1.一种多级有序介孔/大孔复合碳材料，其特征在于所述碳材料由下述方法制备获得：以单分散的二氧化硅微球胶体晶作为有序大孔的硬模版，以有聚氧乙烯段的嵌段共聚物表面活性剂作为有序介孔的软模版，以可溶性酚醛树脂作为碳材料前驱体，通过溶剂挥发诱导自组装的原理，使表面活性剂和可溶性酚醛树脂的复合胶束填充于有序排列微球的空隙中，再经烘烤使酚醛树脂固化，然后在惰性气体保护下碳化，除去表面活性剂模版，用HF溶液除去二氧化硅微球，从而制备出同时具有介孔和大孔的双级孔道的碳材料；该碳材料的球形大孔孔径均一且在100-500nm之间连续可调，在大孔墙壁有孔径在1-15nm的、孔道对称可调的有序排列的介孔。