一种薄绸状掺氮炭的制备方法与流程

技术特征：
1.一种薄绸状掺氮炭的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将高温自流动性的碳前驱体粉末重油残渣与石墨相氮化碳直接机械混合；(2)或将液态的廉价碳前驱体与石墨相氮化碳粉末直接搅拌混合成粘稠状；(3)将上述混合物质高温煅烧，在此过程中，碳前驱体借助流动性自包覆在模板表面并裂解碳化，冷却后直接得到薄绸状掺氮炭。2.根据权利要求1所述的一种薄绸状掺氮炭的制备方法，其特征在于：所用石墨相氮化碳粉末的制备方法为：将尿素或三聚氰胺置于马弗炉中，慢速升温至550℃煅烧2～4h，得到淡黄色的石墨相氮化碳。3.根据权利要求1所述的一种薄绸状掺氮炭的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，高温煅烧的环境为在氮气的保护下。4.根据权利要求1所述的一种薄绸状掺氮炭的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，碳前驱体粉末重油残渣为沥青。5.根据权利要求1所述的一种薄绸状掺氮炭的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，液态的廉价碳前驱体为煤焦油或渣油。6.根据权利要求1所述的一种薄绸状掺氮炭的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，通过混合装置实现碳前驱体粉末重油残渣与石墨相氮化碳的机械混合。7.根据权利要求6所述的一种薄绸状掺氮炭的制备方法，其特征在于：所述混合装置包括：立式混合罐(11)，所述立式混合罐(11)顶端呈敞口式设置；搅拌机构(12)，所述搅拌机构(12)安装于所述立式混合罐(11)底端。8.根据权利要求7所述的一种薄绸状掺氮炭的制备方法，其特征在于：所述搅拌机构(12)包括：搅拌座(13)，所述搅拌座(13)固定安装于所述立式混合罐(11)底端；转动室(14)，所述转动室(14)设于所述搅拌座(13)内；气囊安装室(15)，两个所述气囊安装室(15)以所述转动室(14)为中心对称设于所述搅拌座(13)内；搅拌轴(16)，所述搅拌轴(16)位于所述立式混合罐(11)内，所述搅拌轴(16)底端穿设所述立式混合罐(11)底端，并伸入所述转动室(14)内；搅拌杆(17)，所述搅拌杆(17)位于所述立式混合罐(11)内，多个所述搅拌杆(17)均匀连接于所述搅拌轴(16)上；搅拌电机(18)，所述搅拌电机(18)安装于所述转动室(14)内底部；永磁棒(19)，所述永磁棒(19)位于所述转动室(14)内，所述永磁棒(19)一端与所述搅拌轴(16)底端连接，所述永磁棒(19)另一端与所述搅拌电机(18)输出端连接；带阀进气口(10)，两个所述带阀进气口(10)对向开设于所述搅拌座(13)侧端，所述带阀进气口(10)连通于所述气囊安装室(15)内，所述带阀进气口(10)上安装有单向阀；带阀出气口(21)，多个所述带阀出气口(21)分布于所述搅拌座(13)顶端，所述带阀出气口(21)连通于所述气囊安装室(15)和立式混合罐(11)底端之间，所述带阀出气口(21)上安装有单向阀；外弹性囊体(22)，所述外弹性囊体(22)安装于所述气囊安装室(15)内，所述外弹性囊
体(22)内填充有导热油；内弹性囊体(23)，所述内弹性囊体(23)固定安装于所述外弹性囊体(22)内顶部和底部之间；贮气囊体(24)，两个所述贮气囊体(24)对向安装于所述转动室(14)内壁上，所述永磁棒(19)位于两个所述贮气囊体(24)之间；永磁板(25)，所述永磁板(25)嵌设于所述贮气囊体(24)靠近永磁棒(19)端，所述永磁板(25)适配所述永磁棒(19)设置；气管(26)，所述气管(26)一端伸入所述转动室(14)内，并与所述贮气囊体(24)连通，所述气管(26)另一端伸入所述气囊安装室(15)内，并穿设所述外弹性囊体(22)、与内弹性囊体(23)连通；摩擦盘(27)，所述摩擦盘(27)位于所述转动室(14)内，所述摩擦盘(27)固定连接于所述搅拌电机(18)输出端；摩擦块(28)，两个所述摩擦块(28)对向安装于所述转动室(14)内壁上，所述摩擦块(28)位于所述贮气囊体(24)下方，所述摩擦盘(27)位于两个所述摩擦块(28)之间，所述摩擦盘(27)贴靠所述摩擦块(28)设置，所述摩擦块(28)内设空腔，所述空腔内储存有导热油；带阀进油管(29)，所述带阀进油管(29)一端伸入所述气囊安装室(15)内，并与所述外弹性囊体(22)连通，所述带阀进油管(29)另一端伸入所述转动室(14)内，并连通于所述摩擦块(28)的空腔中，所述带阀进油管(29)上安装有单向阀；带阀出油管(20)，所述带阀出油管(20)一端伸入所述气囊安装室(15)内，并与所述外弹性囊体(22)远离带阀进油管(29)端连通，所述带阀出油管(20)另一端伸入所述转动室(14)内，并连通于所述摩擦块(28)的空腔中，所述带阀出油管(20)贴设于所述气囊安装室(15)内顶部，并串联各所述带阀出气口(21)设置，所述带阀出油管(20)上安装有单向阀。9.根据权利要求8所述的一种薄绸状掺氮炭的制备方法，其特征在于：所述立式混合罐(11)顶端安装有密封盖，所述搅拌座(13)底端安装有行走轮。

技术总结
本发明公开了一种薄绸状掺氮炭的制备方法，包括以下步骤：(1)将高温自流动性的碳前驱体粉末重油残渣与石墨相氮化碳直接机械混合；(2)或将液态的廉价碳前驱体与石墨相氮化碳粉末直接搅拌混合成粘稠状；(3)将上述混合物质高温煅烧，在此过程中，碳前驱体借助流动性自包覆在模板表面并裂解碳化，冷却后直接得到薄绸状掺氮炭。本发明以一种步骤简单的环境友好的方式制备薄绸状掺氮多孔炭，降低成本，简化工艺的同时解决了石墨烯的聚并问题和活性炭孔的高效利用问题，同时还具有良好的导电性和优良的浸润性，满足其作为锂电负极或其他大功率储能元器件的需要。率储能元器件的需要。率储能元器件的需要。


技术研发人员：宋欣钰 张磊 姜瑞雨
受保护的技术使用者：盐城工学院技术转移中心有限公司
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2022/4/5