[发明专利]强化传质型多级孔道贯通的三维氮掺杂石墨烯的制备方法

权利要求书

1.一种多级孔道贯通的三维氮掺杂石墨烯多孔碳的制备方法，其特征在于：其碳源和氮源选用聚（2,5-苯并咪唑）（ABPBI），该类芳香性的刚性的聚苯并咪唑分子规则地排列在模板剂纳米碳酸钙表面，经过在惰性气体保护下热解，在热解过程中碳酸钙热解产生的二氧化碳会在模板剂之间形成小的通孔，去除纳米模板剂后，形成三维氮掺杂石墨烯的孔道之间有小孔贯通，得到多级孔道贯通的三维氮掺杂石墨烯材料； ABPBI是可溶性的，其分子中富含氮元素的咪唑环和端氨，且其苯并咪唑环是刚性的芳香性环，在热解时易形成氮掺杂石墨烯结构； ABPBI溶液与不同粒径纳米碳酸钙模板剂，按照不同质量比混合、氩气保护下高温炉内热解2~3h，用稀盐酸去模板即得到多级孔道贯通的三维氮掺杂石墨烯，其多级孔道结构有利于电极的强化传质。

2.根据权利要求1所述的一种多级孔道贯通的三维氮掺杂石墨烯多孔碳的制备方法，其特征在于：所选用的ABPBI的高分子链是由芳香性的刚性苯并咪唑组成，且分子中含有富含氮元素的咪唑环和端氨基；聚合物粘均分子量在1～3万之间，可以溶解在二甲基乙酰胺（DMAc）、二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）和N-甲基吡咯烷酮中任意一种有机溶剂。

3.根据权利要求1所述的一种多级孔道贯通的三维氮掺杂石墨烯多孔碳的制备方法，其特征在于：模板为纳米碳酸钙粉体，其特征在于，粒径在10～100nm。

4.根据权利要求1所述的一种多级孔道贯通的三维氮掺杂石墨烯多孔碳的制备方法，其特征在于：ABPBI与模板碳酸钙的质量比为2:1～1:4；混合方式为：ABPBI溶液与纳米碳酸钙颗粒混合，搅拌混合均匀后，搅拌下加热蒸出溶剂至近干，真空干燥，研细，在高温炉内氩气保护下热解，用稀盐酸酸洗涤以去除模板，得到多级孔道贯通的三维氮掺杂石墨烯。

5.根据权利要求1所述的一种多级孔道贯通的三维氮掺杂石墨烯多孔碳的制备方法，其特征在于：热解温度为900～1000℃。