[发明专利]纳米碳材料－活性碳复合材料

权利要求书

1.一种碳-碳复合材料，其包括碳质载体和纳米碳结构，其中所述 纳米碳结构在所述碳质载体上生长。

2.根据权利要求1的碳-碳复合材料，其中所述碳质载体是多孔 的。

3.根据权利要求1的碳-碳复合材料，其中所述碳质载体是活性 碳。

4.根据权利要求1-3的任一项的碳-碳复合材料，其中所述活性碳 是可由含有硅酸盐的植物源如棕榈仁壳得到的活性碳。

5.根据权利要求1的碳-碳复合材料，其中所述载体是直径为 50μm-5mm，特别是从＞100μm到2mm的活性碳粒子。

6.根据权利要求1的碳-碳复合材料，其中所述载体是炭黑。

7.根据权利要求6的碳-碳复合材料，其中炭黑是亲水性的，在水 中表现出酸性反应，并具有与中性点(pH7)相差1-4、特别是2-3个 单位的等电点。

8.根据权利要求6或7的碳-碳复合材料，其中至少大部分的初级 炭黑粒子以非聚集的形式存在。

9.根据权利要求8的碳-碳复合材料，其中初级炭黑粒子的平均直 径为10-500nm，特别是25-100nm。

10.根据权利要求8或9的碳-碳复合材料，其中所述炭黑通过用 碱处理初级粒子的聚集体而得到。

11.根据权利要求1-10的任一项的碳-碳复合材料，其中纳米碳结 构选自碳纳米纤维(CNF)和碳纳米管(CNT)。

12.根据权利要求2-5的任一项的碳-碳复合材料，其中所述纳米 碳结构嵌入多孔碳质载体的孔内和/或位于其外表面。

13.根据权利要求1-12的任一项所述的碳-碳复合材料，其中基于 100份的碳质材料所述纳米碳结构的量为0.1-10重量份。

14.一种用于生产在权利要求1-13的任一项中限定的碳-碳复合材 料的方法，其包括以下步骤：

用含金属的催化剂处理碳质载体材料，所述金属能够形成纳米碳 结构，和

通过CVD(化学气相沉积)方法在包括含碳气体的气氛中在处理 后的载体上生长纳米碳结构。

15.根据权利要求14的方法，其中所述载体是多孔的，所述方法 包括以下步骤：

a)用含金属的催化剂材料浸渍所述多孔碳质载体材料，所述金属 能够催化碳的氧化和纳米碳结构的形成，

b)在氧化条件下煅烧该浸渍后的多孔碳质载体材料，

c)任选用所述催化剂材料重新浸渍得到的载体并在氧化条件下煅 烧该重新浸渍后的载体材料，

d)还原并任选活化该催化剂材料，

e)在包括含碳气体的气氛中通过CVD方法在载体上生长纳米碳 结构，

f)任选使所述这样得到的碳-碳复合材料经表面改性处理。

16.根据权利要求14的方法，其中所述载体是多孔的，所述方法 包括以下步骤：

a′)用含第一金属的催化剂材料浸渍所述多孔碳质载体材料，所述 金属至少能够催化碳的氧化，

b’)在氧化条件下煅烧该浸渍后的多孔碳质载体材料，

c’)用含有第二金属的催化剂材料浸渍所述碳质载体材料并在氧化 条件下煅烧该浸渍后的催化剂材料，所述金属至少能够催化纳米碳结 构的形成，

d’)还原并任选活化该第二催化剂材料，

e’)在包括含碳气体的气氛中通过CVD方法在载体上生长纳米碳 结构，和

f’)任选使所述这样得到的碳-碳复合材料经表面改性处理。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其中所述的多孔载体是 活性碳。

18.根据权利要求17的方法，其中所述活性碳是可由含有硅酸盐 的植物来源如棕榈仁壳得到的活性碳。