[发明专利]一种具有多尺度孔结构的三维中空碳泡沫电极材料及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种具有多尺度孔结构的三维中空碳泡沫电极材料及其制备方法和应用，具体包括以下步骤将硝酸锌、燃料和去离子水混合后充分搅拌至溶解，置于电炉上加热直至得到粘性胶装产物，再将产物置于马弗炉中退火，得到具有多级孔的氧化锌模板材料，最后利用模板法制得具有多级孔隙的碳电极材料。本发明相比现有技术，反应材料来源广、价格低廉且环境友好，合成步骤简单、原料无毒较安全且反应条件温和，去除模板材料方法独特，适于大规模生产及商业化应用。本发明所制备的多级孔碳材料，具有微孔、介孔和大孔等多级孔隙结构，比表面积大，在应用中具有优良的充放电倍率特性和循环稳定性，能够满足电化学储能器件的应用要求。

主权项

一种具有多尺度孔结构的三维中空碳泡沫电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一)配制反应剂，所述反应剂包括氧化剂和燃料，将氧化剂和燃料按照1:1～1:2的摩尔比混合，并加入去离子水，充分搅拌，使反应剂完全溶解，得到反应溶液；步骤二)将反应溶液加热至溶液沸腾，直至得到黄色粘性胶状产物；步骤三)将黄色粘性胶状产物置于马弗炉中，以400～500℃进行退火处理，经过2～4h到具有多尺度孔结构的灰白色固态产物；步骤四)将灰白色固态产物置于管式炉中，以保护气体为载气将乙醇匀速载入管式炉，炉温保持在400～700℃进行乙醇催化分解反应，经过2～4h后完成以灰白色固态产物为模板的碳均匀包覆过程；步骤五)向管式炉中通入氢气，炉温升至600～800℃通过氢气还原和蒸发的过程将所使用的模板去除，保温至模板材料被完全去除即得到目标产物：多尺度孔结构的三维中空碳泡沫。