[发明专利]一种低共熔离子液作为造孔剂制备多孔碳的方法

摘要

本发明一种低共熔离子液作为造孔剂制备多孔碳的方法，采用氯化锌、尿素两种原料制备的低共熔离子液作为造孔剂，以苯酚（P）、甲醛（F）、氢氧化钠（NaOH）为原料制备酚醛树脂预聚体，在一定的条件下获得酚醛树脂凝胶，碳化得到多孔碳，制备出的多孔碳的孔径主要在0~10nm之间，属于微孔和中孔区域。本发明提供的低共熔离子液作为造孔剂制备多孔碳的方法，借助氯化锌/尿素低共熔离子液高温下易分解的特征，将碳化和活化造孔合二为一，原料价格低廉，既可简化制备工艺，又可减轻环境污染，降低能源消耗，且氯化锌/尿素低共熔离子液分子体积小，分散于酚醛树脂凝胶中时，酚醛树脂凝胶碳化后得到的多孔碳的微孔和中孔都有显著增加。

主权项

1.一种低共熔离子液作为造孔剂制备多孔碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤（1）、造孔剂的制备：将氯化锌和尿素按一定摩尔比混合置于反应容器中，在温度80℃~100℃的条件下搅拌直至反应液全部变为无色透明液体，即得到低共熔离子液造孔剂；步骤（2）、酚醛树脂预聚体的合成：将苯酚、甲醛、氢氧化钠按一定的摩尔比混合，从室温加热至50℃~60℃并保温40~50min，继续升温至80℃~90℃并保温30~40min，冷却后得到的树脂即为酚醛树脂预聚体；步骤（3）、酚醛树脂凝胶的形成：将步骤（1）得到的造孔剂与步骤（2）得到的酚醛树脂预聚体在45℃~60℃下混合搅拌5~15min，得到均匀的混合物，将该混合物在30℃~45℃下保温1~2h后，再在60℃~70℃下保温20~28h，最后在90℃~100℃下保温4~8h，用去离子水清洗表面并干燥后即得到酚醛树脂凝胶，其中造孔剂的质量占混合物质量的10~40%；步骤（4）、多孔碳的制备：将步骤（3）得到的酚醛树脂凝胶在一定的碳化条件下碳化后，将得到的产物粉碎、用盐酸浸泡，再用蒸馏水洗涤、抽滤、干燥后获得多孔碳。