[发明专利]一种复合活性炭气凝胶及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种复合活性炭气凝胶的制备方法，其特征在于，以纤维素浆粕和碳纳米管为原料，所述纤维素浆粕和碳纳米管的重量比为8~10:5；

所述纤维素浆粕为竹纤维素浆粕；

在制备复合溶胶时，先将所述碳纳米管与离子液体混合后形成纤维素溶剂，再将所述纤维素浆粕与所述纤维素溶剂在40～70℃的温度下，以300～700 r/min的速率搅拌4～12h；

其中，所述离子液体中，阳离子为烷基咪唑离子，阴离子为CF₃COO^-；所述碳纳米管与所述离子液体的质量比为1： 10~50；所述纤维素浆粕与所述纤维素溶剂的质量比为1： 10～25；

在所述复合溶胶干燥后进行高温炭化，所述高温炭化的温度为700～1000℃，升温速率为3～5℃/min，炭化时间为0.5～2 h，降温速率为3～5℃/min；

在所述复合溶胶炭化后，还包括活化的步骤，所述活化依次包括KOH活化和高温活化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述纤维素浆粕与所述纤维素溶剂混合后，还包括超声脱泡的过程，所述超声脱泡的温度为30～70℃，功率为150～250 W，时间为12～30 h。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在干燥前，将所述复合溶胶的溶剂置换为叔丁醇。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述复合溶胶置于去离子水中浸泡12～36 h，每隔4～6 h换一次去离子水，之后再置于叔丁醇中浸泡12～36 h，每隔4～6 h换一次叔丁醇。

5.根据权利要求1~2、4中任一项所述的方法，其特征在于，对制得的复合溶胶采用冷冻干燥，所述冷冻干燥的温度为-60～-20℃，真空度为40～150 Pa。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对制得的复合溶胶采用冷冻干燥，所述冷冻干燥的温度为-60～-20℃，真空度为40～150 Pa。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述冷冻干燥的温度为-50～-30℃，真空度为45～100 Pa。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述冷冻干燥的温度为-50～-30℃，真空度为45～100 Pa。

9.根据权利要求1~2、4、6~8中任一项所述的方法，其特征在于，所述高温炭化的温度为800～900℃，升温速率为4～5℃/min，炭化时间为1～2 h，降温速率为4～5℃/min。

10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述高温炭化的温度为800～900℃，升温速率为4～5℃/min，炭化时间为1～2 h，降温速率为4～5℃/min。

11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述高温炭化的温度为800～900℃，升温速率为4～5℃/min，炭化时间为1～2 h，降温速率为4～5℃/min。

12.根据权利要求1~2、4、6~8、10~11中任一项所述的方法，其特征在于，

所述KOH活化时，炭化物与KOH的质量比为1： 1～4，活化时间为12～24 h；

所述高温活化的温度为700～1000℃，升温速率为3～5℃/min，活化时间为0.5～2 h，降温速率为3～5℃/min。

13.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述KOH活化时，炭化物与KOH的质量比为1： 1～4，活化时间为12～24 h；

所述高温活化的温度为700～1000℃，升温速率为3～5℃/min，活化时间为0.5～2 h，降温速率为3～5℃/min。