[发明专利]基于机械球磨的化学活化多孔碳孔隙深度调控方法及致密储能应用

权利要求书

1.一种基于机械球磨的化学活化多孔碳孔隙深度调控方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

步骤一：以化学活化法获得的高比表面积多孔碳为原料，经历机械球磨过程实现多孔碳从宏观颗粒形态到微观孔隙结构的调控，获得孔隙结构和堆积密度协同优化的微孔碳；

步骤二：将球磨产物依次进行酸洗处理和水洗处理，得到清洗后的球磨产物，之后进行干燥处理；

步骤三：通过还原性气氛对干燥产物进行热处理，去除表面引入的含氧官能团，获得目标多孔碳材料。

2.根据权利要求1所述的基于机械球磨的化学活化多孔碳孔隙深度调控方法，其特征在于所述化学活化法获得的高比表面积多孔碳包括生物质基多孔碳、煤基多孔碳、聚合物基多孔碳中的一种或多种混合物，比表面积不小于2000 m²/g。

3.根据权利要求1所述的基于机械球磨的化学活化多孔碳孔隙深度调控方法，其特征在于所述化学活化法所用化学活化试剂包括KOH、K₂CO₃、KCl、K₂FeO₄、NaOH、NaCl、ZnCl₂、H₃PO₄、Ca(OH)₂、(CH₃COO)₂Ca中的一种或多种混合物。

4.根据权利要求1所述的基于机械球磨的化学活化多孔碳孔隙深度调控方法，其特征在于所述机械球磨过程采用高能球磨机，球磨机转速为100~1000r/min，球磨时间为2~50h，球磨罐材质为玛瑙、刚玉或不锈钢；机械球磨过程的气氛为惰性气氛、空气气氛或二氧化碳气氛；机械球磨过程的球磨珠与高比表面积多孔碳原料的质量比为35~100：1。

5.根据权利要求1所述的基于机械球磨的化学活化多孔碳孔隙深度调控方法，其特征在于所述酸洗处理和水洗处理的次数均为2~5次，酸洗处理采用的酸洗液为稀盐酸与氢氟酸的混合物，二者体积为1:1，酸洗液的浓度为0.01~5mol/L。

6.根据权利要求1所述的基于机械球磨的化学活化多孔碳孔隙深度调控方法，其特征在于所述干燥处理的温度为60~100℃，时间为12~24h。

7.根据权利要求1所述的基于机械球磨的化学活化多孔碳孔隙深度调控方法，其特征在于所述还原性气氛为氢气与惰性气体的混合气，氢气在混合气中的体积比为1~10%。

8.权利要求1-7任一项所述方法获得的目标多孔碳材料在超级电容电极材料的致密储能方面中的应用。

9.权利要求1-7任一项所述方法获得的目标多孔碳材料在二次离子电池负极材料的致密储能方面中的应用。

10.根据权利要求9所述的目标多孔碳材料在二次离子电池负极材料的致密储能方面中的应用，其特征在于所述二次离子电池采用酯类电解液为电解质。