[发明专利]一种具有渐变梯度孔隙结构的多孔碳材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有渐变梯度孔隙结构的多孔碳材料，其特征在于：所述多孔碳材料的孔隙结构沿着一个方向具有渐变的梯度性；

所述渐变的梯度性是指孔隙结构的孔隙率、孔径和比表面积均从多孔碳材料的一端到另一端逐渐增加或减小，孔隙率范围为10～70%，孔径范围为10nm～10μm，比表面积范围为10～2000m²/g，多孔碳材料沿着孔隙结构渐变方向上的尺寸为0.1～50cm。

2.根据权利要求1所述的具有渐变梯度孔隙结构的多孔碳材料，其特征在于：所述多孔碳材料中的孔隙为全开孔结构。

3.一种具有渐变梯度孔隙结构的多孔碳材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

1）配料：首先按1:0.6～1:4的重量比将碳质前驱体和孔形成剂混合均匀，随后依次加入碳质前驱体和孔形成剂总重量1～15%的固化催化剂以及0～15%的水混合均匀得混合物；

2）定向固化：将混合物浇注到模具中沿着模具中试样的一个方向上，固化温度从一端到另一端逐渐增加或减小，固化温度范围为10～90℃，保温时间为1～20h；

3）深固化：将定向固化后的试样脱模并置于60℃，以1℃/h的升温速率升温至180℃后保温16h；

4）热解：将深固化后的产物在N₂保护下进行热解，由室温升至800℃，保温1h，升温速率为2℃/min，完成热解后随炉冷却至室温，最终停止供N₂，获得具有渐变梯度孔隙结构的多孔碳。

4.根据权利要求3所述的具有渐变梯度孔隙结构的多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所述的碳质前驱体为热固性酚醛树脂或糠醇树脂。

5.根据权利要求3所述的具有渐变梯度孔隙结构的多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所述的孔形成剂为乙二醇、聚乙二醇-200、二甘醇、二丙二醇、四甘醇中的任一种。

6.根据权利要求3所述的具有渐变梯度孔隙结构的多孔碳材料的制备方法，其特征在于：所述的固化催化剂为苯磺酰氯或对甲苯磺酸。