[发明专利]一种笼状多孔碳材料在液流电池中的应用

权利要求书

1.一种笼状多孔碳材料在液流电池中的应用，其特征在于：

所述笼状多孔碳材料是由多孔碳材料围绕成的内部带有中空腔室的颗粒，颗粒粒径为20.34 nm-1100 nm，颗粒壁的厚度为0.34 nm-100nm；多孔碳材料孔径为0.1-30nm，

所述液流电池为溴基液流电池，笼状多孔碳材料作为电极应用于溴基液流电池中；

所述的笼状多孔碳材料按如下过程制备而成：

1)将模板剂分散在溶剂中，在温度为20-100℃下充分搅拌0.5-12h，溶液中模板剂的浓度为5-70wt%；

2)向步骤1）的溶液中加入酚和醛在20-100℃充分搅拌0.5-72h，在80-300℃下聚合12-144h，得到笼状多孔碳材料前驱体；酚和醛混合质量占溶液总质量1-10%，酚与醛的摩尔比为0.1-10；

3)将步骤2）中制备的笼状多孔碳材料前驱体在700-1200℃条件下煅烧1-5h；再将其活化，活化方式为：

二氧化碳中活化，在二氧化碳中活化0.5-5h，温度为200-1500℃；

或，水蒸气活化，在水蒸气中活化10min-8h，温度为100-800℃；

或，碱活化，在碱中活化5min-10h，温度为400-1500℃；碱包括氢氧化钾固体、氢氧化钠固体、氨气中的一种或两种以上；

4)将步骤3）得到的材料，加入0.1-15mol/L的酸或碱溶液中，去除模板。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：多孔碳材料的比表面积为0.1-3000 m²/kg。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：

以酚和醛在颗粒型模板剂上聚合制备成笼状多孔碳材料前驱体，并用水蒸汽活化、二氧化碳活化或碱活化的方法控制笼状多孔碳材料前驱体的孔径，制备出笼状多孔碳材料。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述酚包括苯酚、间苯二酚、苯三酚中的一种或二种以上；醛包括甲醛、乙醛、丙醛中的一种或二种以上；酚与醛的摩尔比为0.1-10，笼状多孔碳材料前驱体为以酚和醛在颗粒型模板剂上聚合而成的酚醛树脂。

5.根据权利要求3或4所述的应用，其特征在于：所述用于制备笼状多孔碳材料的颗粒型模板剂为二氧化硅、聚甲基丙烯酸甲酯、氧化锌、氢氧化铁、四氧化三锰或三氧化二铝颗粒中的一种或二种以上，其直径为20 nm-1 μm。

6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述溶剂为水、甲醇、乙醇中的一种或二种以上；酸溶液为硝酸、硫酸、盐酸、氢氟酸中的一种或二种以上，碱溶液为氢氧化钾或氨水。

7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述溴基液流电池的溴电对为Br₂/Br^-或/和Br^-/Br^3-。