[发明专利]一种多孔炭材料的制备方法及得到的多孔炭材料的用途有效

专利信息
申请号: 201811006983.4 申请日: 2018-08-31
公开(公告)号: CN108947533B 公开(公告)日: 2022-02-15
发明(设计)人: 杨杰;黄岐善 申请(专利权)人: 万华化学集团股份有限公司
主分类号: C04B35/524 分类号: C04B35/524;C04B35/622;C04B38/06;C01B32/05
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 264006 山东省*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 多孔 材料 制备 方法 得到 用途
【权利要求书】:

1.一种多孔炭材料的制备方法,包括以下步骤:

(1) 混合热塑性聚合物粉末和流动助剂获得粉末原料,3D打印制造生坯;

(2) 将生坯置于有保护气氛的热处理炉中,在高温下进行碳化处理,得到多孔炭材料;

步骤(1)中热塑性聚合物为聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚芳酯、聚砜、聚苯硫醚、聚醚砜、聚醚醚酮、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或多种;

所述3D打印为粉末床熔融烧结PBF技术;3D打印时,模型填充率为30~100%。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中热塑性聚合物粉末为100质量份;流动助剂为0.1~2质量份。

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中热塑性聚合物粉末为100质量份;流动助剂为0.2~1质量份。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述热塑性聚合物为聚丙烯腈和/或聚偏氯乙烯。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中热塑性聚合物粉末的中值粒径范围为5~500μm。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中热塑性聚合物粉末的中值粒径范围为10~300μm。

7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中热塑性聚合物粉末的中值粒径范围为50~150μm。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中流动助剂为无机粒子。

9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述流动助剂为滑石粉、硬脂酸镁、氧化镁、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米碳化硅中的一种或多种。

10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述流动助剂粒径尺寸为50nm~3μm。

11.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中3D打印的控制参数为:填充功率20~80W;扫描速度20 ~500inch/s;扫描间距20 ~500μm;材料生坯打印的单层厚度50-300μm;打印温度100~350℃。

12.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中3D打印的控制参数为:填充功率30~70W;扫描速度20 ~500inch/s;扫描间距100 ~300μm;材料生坯打印的单层厚度80~200μm;模型填充率60~100%;打印温度100~350℃。

13.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中保护气氛的气体为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中的一种或多种。

14.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中碳化处理的温度为300~1500℃,热处理炉升温速率为0.1~30℃/min。

15.根据权利要求14所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中碳化处理的温度为500~1500℃。

16.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中碳化时间为1~10h。

17.根据权利要求16所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中碳化时间为1.5~5h。

18.根据权利要求1所述的制备方法制备的多孔炭材料的用途,用于多孔制品。

19.根据权利要求1所述的制备方法制备的多孔炭材料的用途,用于超级电容器、高性能电极、储气制品、分离吸附制品和催化剂负载。

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