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申请/专利权人：天津大学
摘要：本发明具体涉及自支撑三维多孔碳内嵌纳米晶活性物质复合泡沫的制备方法，采用成本低廉的水溶性无机盐作为模板，通过热压烧结一步制备自支撑三维多孔碳内嵌纳米晶活性物质复合泡沫。制备过程中通过使用不同种类的无机盐作为模板或者采用不同的再结晶方法，可调控盐模板的粒径大小和三维多孔碳的孔径，此外，水溶性盐模板水洗去除后，且可回收再利用。在热压烧结时，在压力、高温和模板的三重作用下，固体碳源碳化并相互连接，形成自支撑三维多孔结构，同时在碳层间原位反应形成纳米晶活性物质，清洗盐模板后，得到纳米晶均匀内嵌于自支撑三维多孔碳内的复合泡沫。本发明工艺简单、成本低廉、可控性强。
主权项：1.自支撑三维多孔碳内嵌纳米晶活性物质复合泡沫的制备方法，其特征在于，包括：步骤一、将作为碳源的水溶性固体有机物、作为模板的水溶性无机盐以及纳米晶活性物质的反应物前驱体溶于去离子水中，按照混水溶液中碳原子与盐的摩尔比为1:1-10配制成总浓度为0.5-5molL的混合溶液，作为模板的水溶性无机盐为氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾、硅酸钠、硅酸钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种或多种；步骤二、将混合溶液干燥再结晶后，得混合粉末；步骤三、将预设量混合粉末装填于热压烧结石墨模具中，将模具放入热压烧结炉内，于真空条件下，600-1000℃热压烧结1-3h，烧结过程中，对样品施加10-40MPa的压力，待热压烧结结束冷却后得到块体；步骤四、将块体用酒精清洗后，用去离子水反复浸泡去除其中的可溶性离子化合物盐模板，烘干后，得到自支撑三维多孔碳内嵌纳米晶活性物质复合自支撑电极材料；步骤五、将自支撑三维多孔碳内嵌纳米晶活性物质复合自支撑电极材料切割为预设尺寸，直接用作电化学转换与储能的自支撑电极；所述纳米晶活性物质为金属单质纳米晶、金属碳化物、金属氮化物、金属磷化物、金属氧化物纳米晶、金属硫化物纳米晶、金属硒化物纳米晶中的一种。
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