Lanzhou University of Technology Institutional Repository (LUT_IR)
一种介孔钴/碳纳米复合材料的制备方法及其用途 | |
马立梦; 沈绍典; 毛东森; 卢冠忠 | |
2015-12-02 | |
专利权人 | 上海应用技术学院 |
公开日期 | 2015-12-02 |
授权国家 | 中国 |
专利类型 | 发明申请 |
摘要 | 本发明一种介孔钴/碳复合纳米材料的制备方法,将表面活性剂溶解于有机溶剂中,依次加入钴源和硅源,溶解完全后加入酚醛树脂乙醇溶液,在水浴下充分搅拌形成均相溶液,随后倒入一容器中,在烘箱中进行交联,将得到的透明的膜状物在惰性气氛下进行焙烧,得到钴/SiO2/C的介孔复合物,经进一步的碱洗涤除去二氧化硅、过滤、洗涤、干燥后,得到一种介孔钴/碳复合纳米材料,其比表面积为215~475m2/g,孔容为0.13~0.78cm3/g,其孔体积为2.2~4.2nm。本发明的纳材料可用制作超级电容器所用的电极材料,在1A/g的电流密度下,其电容量可以达到432F/g。本发明的制备方法简单,适合大规模生产。 |
申请日期 | 2015-08-11 |
优先权日 | 2015-08-11 |
专利状态 | 撤回-视为撤回 |
申请号 | CN201510488908.6 |
公开(公告)号 | CN105118684A |
IPC 分类号 | H01G11/86 ; H01G11/30 ; H01G11/24 ; B82Y30/00 |
专利代理人 | 吴宝根 |
代理机构 | 上海申汇专利代理有限公司 |
CPC分类号 | Y02E60/13 |
权利要求 | 1.一种介孔钴/碳复合纳米材料的制备方法,其特征在于包括如下步骤: (1)、在35~45℃,将非离子表面活性剂溶解于有机溶剂中,然后依次加入无机钴源和有机硅源,溶解完全后加入有机高分子聚合物,在35~45℃水浴下充分搅拌形成均相溶液,随后倒入一个反应容器中,在35~45℃烘箱中放置15~30h,然后在85~110℃烘箱中放置15~35h进行交联,从而得到透明的膜状物;上述所用的非离子表面活性剂、溶剂、无机钴源、有机硅源、有机高分子聚合物的质量比为1:10~35:0.7~4:0.3~2.1:2~5, 所述的非离子表面活性剂为EO20PO70EO20、EO106PO70EO106、或者EO132PO60EO132中的一种或两种以上的混合物; 所述的有机硅源为正硅酸四乙酯、正硅酸四甲酯、正硅酸四丙酯、或者正硅酸四丁酯中的一种或两种以上组成的混合物; 所述的有机高分子聚合物为酚醛树脂、蔗糖、或者糠醛树脂中的一种或两种以上组成的混合物; 所述的无机钴源为六水合硝酸钴、或者六水合硫酸钴中的一种或两种的混合物; 所述的溶剂为乙醇、水、甲酸、乙醚、或者乙二醇中的一种或两种以上的混合物; (2)、将步骤(1)中所得有机/无机复合物的干燥薄膜从反应容器中刮下,置于氮气氛围中控制升温速率为1~3℃/min,升温至400~900℃进行高温焙烧1~3h,然后自然冷却至室温,即得到介孔钴/碳/二氧化硅复合物; (3)、将步骤(2)中得到的介孔钴/碳/二氧化硅复合物加入到浓度为0.1~2mol/L氢氧化钠水溶液中,其中介孔钴/碳/二氧化硅复合物和浓度为0.1~2mol/L氢氧化钠水溶液的用量,按介孔钴/碳/二氧化硅复合物:浓度为0.1~2mol/L氢氧化钠水溶液为1g:5~30ml的比例计算,控制温度为20~60℃下搅拌5~30min,然后再静置20~50min,然后离心,所得的沉淀用去离子水进行洗涤直至流出液的pH为中性,然后控制温度为80~110℃进行干燥,即可得到介孔钴/碳复合纳米材料。 2.如权利要求1所述的一种介孔钴/碳复合纳米材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)非离子表面活性剂、溶剂、无机钴源、有机硅源、有机高分子聚合物的质量比为1:25:2:1.2:3.6,所述的非离子表面活性剂为EO20PO70EO20;所述的有机硅源为正硅酸四甲酯;所述的有机高分子聚合物为糠醛树脂;所述的无机钴源为六水合硫酸钴;所述的溶剂为乙二醇。 3.如权利要求1所述的一种介孔钴/碳复合纳米材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)非离子表面活性剂、溶剂、无机钴源、有机硅源、有机高分子聚合物的质量比为1:10:0.7:0.3:2,所述的非离子表面活性剂为EO106PO70EO106;所述的有机硅源为正硅酸四乙酯;所述的有机高分子聚合物为蔗糖;所述的无机钴源为六水合硝酸钴;所述的溶剂为乙醇。 4.如权利要求1所述的一种介孔钴/碳复合纳米材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)非离子表面活性剂、溶剂、无机钴源、有机硅源、有机高分子聚合物的质量比为1:35:4:2.1:5,所述的非离子表面活性剂为EO132PO60EO132;所述的有机硅源为正硅酸四丁酯;所述的有机高分子聚合物为酚醛树脂;所述的无机钴源为四水氯化亚钴;所述的溶剂为水。 5.如权利要求1所述的一种介孔钴/碳复合纳米材料的制备方法,其特征在于:得到的高结晶度、大比表面积的介孔钴/碳纳米复合材料的比表面积为324m2/g,孔径为2.5nm。 6.通过权利要求1所述的方法获得的介孔钴/碳复合纳米材料在制作超级电容器所用的电极材料中的用途。 |
引用专利 | CN103359796A;CN103632856A;CN104183392A;CN1567493A;US8559162B2 |
被引用专利数量 | 6 |
简单法律状态 | 失效 |
文献类型 | 专利 |
条目标识符 | https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/109295 |
专题 | 兰州理工大学 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 马立梦,沈绍典,毛东森,等. 一种介孔钴/碳纳米复合材料的制备方法及其用途[P]. 2015-12-02. |
条目包含的文件 | 下载所有文件 | |||||
文件名称/大小 | 文献类型 | 版本类型 | 开放类型 | 使用许可 | ||
CN105118684A.PDF(706KB) | 专利 | 开放获取 | CC BY-NC-SA | 浏览 下载 |
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