CN101910059A - 制备碳的方法 - Google Patents

制备碳的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101910059A
CN101910059A CN2008801225467A CN200880122546A CN101910059A CN 101910059 A CN101910059 A CN 101910059A CN 2008801225467 A CN2008801225467 A CN 2008801225467A CN 200880122546 A CN200880122546 A CN 200880122546A CN 101910059 A CN101910059 A CN 101910059A
Authority
CN
China
Prior art keywords
group
integer
resol
methyl
carbon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2008801225467A
Other languages
English (en)
Inventor
仓金孝辅
村上力
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Publication of CN101910059A publication Critical patent/CN101910059A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G8/00—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08G8/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes
    • C08G8/08—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes of formaldehyde, e.g. of formaldehyde formed in situ
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/05—Preparation or purification of carbon not covered by groups C01B32/15, C01B32/20, C01B32/25, C01B32/30

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

制备碳的方法，包括在氧化性气体气氛下，在600-1000℃下加热酚醛树脂，其中所述酚醛树脂由式(1)表示的化合物和醛化合物反应获得，其中式R1表示可以被至少一个取代基取代的C1-C12烷基，m表示0至4的整数，n表示0至4的整数，m+n是0至4的整数，并且当n是2或更大时，R1可以彼此相同或不同。

Description

制备碳的方法
技术领域
本发明涉及制备碳的方法。
背景技术
碳被用作制备双电层电容器，锂离子电容器，锂离子二次电池，钠离子二次电池等中的电极原材料。
例如，JP2007-8790A公开了可用作双电层电容器中的电极材料的碳，该碳具有大量孔隙直径是2到50纳米的介孔，以及制备上述碳的方法，包括碳化由硅化合物改性热固性树脂和除去源自上述硅化合物的二氧化硅得到的树脂复合物。
发明内容
本发明提供了以下内容：
[1]制备碳的方法，包括在氧化性气体气氛下，在600-1000℃下加热酚醛树脂，其中所述酚醛树脂由式(1)表示的化合物和醛化合物反应获得：
其中R1表示可以被至少一个取代基取代的C1-C12烷基，所述取代基选自羟基、C1-C6烷氧基、C6-C20芳基、C6-C20芳氧基、C7-C20芳烷氧基、巯基(-SH)、磺基(-SO3H)、卤原子、硝基、氰基、羧基、氨基、氨基甲酰基、C2-C7烷氧基羰基和C2-C7酰氧基；m表示0至4的整数，n表示0至4的整数，m+n是0至4的整数，并且当n是2或更大时，R1可以彼此相同或不同；
[2]制备碳的方法，包括在氧化性气体气氛下，在600-1000℃下加热酚醛树脂得到煅烧产物，和在惰性气体气氛下，在800-3000℃下加热所述煅烧产物，其中所述酚醛树脂由式(1)表示的化合物和醛化合物反应获得：
Figure BPA00001187585700021
其中R1表示可以被至少一个取代基取代的C1-C12烷基，所述取代基选自羟基、C1-C6烷氧基、C6-C20芳基、C6-C20芳氧基、C7-C20芳烷氧基、巯基(-SH)、磺基(-SO3H)、卤原子、硝基、氰基、羧基、氨基、氨基甲酰基、C2-C7烷氧基羰基和C2-C7酰氧基；m表示0至4的整数，n表示0至4的整数，m+n是0至4的整数，并且当n是2或更大时，R1可以彼此相同或不同；
[3]制备碳的方法，包括在惰性气氛下，在600-3000℃下，加热酚醛树脂，所述酚醛树脂由式(1)表示的化合物和醛化合物反应获得：
Figure BPA00001187585700022
其中R1表示可以被至少一个取代基取代的C1-C12烷基，所述取代基选自羟基、C1-C6烷氧基、C6-C20芳基、C6-C20芳氧基、C7-C20芳烷氧基、巯基(-SH)、磺基(-SO3H)、卤原子、硝基、氰基、羧基、氨基、氨基甲酰基、C2-C7烷氧基羰基和C2-C7酰氧基；m表示0至4的整数，n表示0至4的整数，m+n是0至4的整数，并且当n是2或更大时，R1可以彼此相同或不同；
[4][1]至[3]中任一项的方法，其中m和n表示0；
[5][1]至[4]中任一项的方法，其中所述醛化合物是甲醛；和
[6]制备碳细颗粒的方法，包括研磨[1]至[5]中任一项获得的碳。
实施本发明的具体实施方式
首先，举例说明由式(I)表示的化合物(在下文中，简称为化合物(1))和醛化合物反应获得的酚醛树脂：
Figure BPA00001187585700031
在式(I)中，R1表示C1-C12烷基。C1-C12烷基的实例包括C1-C12直链烷基，如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基和正辛基；C3-C12支链烷基，如异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-乙基己基；和C3-C12环烷基，如环戊基和环己基。
上述C1-C12烷基可以被至少一个取代基所取代，所述取代基选自羟基、C1-C6烷氧基、C6-C20芳基、C6-C20芳氧基、C7-C20芳烷氧基、巯基(-SH)，磺基(-SO3H)、卤原子、硝基、氰基、羧基、氨基、氨基甲酰基、C2-C7烷氧基羰基和C2-C7酰氧基。
C1-C6烷氧基的实例包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基和正己氧基。
C6-C20芳基的实例包括苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、1-萘基和2-萘基。
C6-C20芳氧基的实例包括苯氧基、2-甲基苯氧基、3-甲基苯氧基、4-甲基苯氧基、1-萘氧基和2-萘氧基。
C7-C20芳烷氧基的实例包括苄氧基。
卤原子的实例包括氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。
C2-C7烷氧基羰基的实例包括甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙氧基羰基、异丙氧基羰基、正丁氧基羰基、异丁氧基羰基、仲丁氧基羰基、叔丁氧基羰基、正戊氧基羰基和正己氧基羰基。
C2-C7酰氧基的实例包括乙酰氧基、丙酰氧基和丁酰氧基。
由至少一个取代基取代的C1-C12烷基的实例包括2-羟乙基、2-羟丙基、3-羟丙基、2-羟丁基、3-羟丁基、4-羟丁基、2，3-二羟丙基、3，4-二羟丁基、甲氧基甲基、乙氧基甲基、2-甲氧基乙基、2-乙氧基乙基、3-甲氧基丙基、3-乙氧基丙基、2-羟基-3-甲氧基丙基、苄基、1-苯乙基、2-苯乙基、1-苯丙基、2-苯丙基、3-苯丙基、1-苯丁基、2-苯丁基、3-苯丁基、4-苯丁基、苄氧基甲基、1-苯氧基乙基、2-苯氧基乙基、1-苯氧基丙基、2-苯氧基丙基、3-苯氧基丙基、1-苯氧基丁基、2-苯氧基丁基、3-苯氧基丁基、4-苯氧基丁基、巯甲基、1-巯乙基、2-巯乙基、1-巯丙基、2-巯丙基、3-巯丙基、1-巯丁基、2-巯丁基、3-巯丁基、4-巯丁基、磺基甲基、1-磺基乙基、2-磺基乙基、1-磺基丙基、2-磺基丙基、3-磺基丙基、1-磺基丁基、2-磺基丁基、3-磺基丁基、4-磺基丁基、氯甲基、溴甲基、2-氯乙基、2-溴乙基、3-氯丙基、3-溴丙基、4-氯丁基、4-溴丁基、硝基甲基、1-硝基乙基、2-硝基乙基、1-硝基丙基、2-硝基丙基、3-硝基丙基、1-硝基丁基、2-硝基丁基、3-硝基丁基、4-硝基丁基、氨基甲基、1-氨基乙基、2-氨基乙基、1-氨基丙基、2-氨基丙基、3-氨基丙基、1-氨基丁基、2-氨基丁基、3-氨基丁基、4-氨基丁基、羧基甲基、2-羧基乙基、3-羧基丙基、4-羧基丁基、1，2-二羧基乙基、氨基甲酰基甲基、2-氨基甲酰基乙基、3-氨基甲酰基丙基、4-氨基甲酰基丁基、甲氧基羰基甲基、乙氧基羰基甲基、2-(甲氧基羰基)乙基、2-(乙氧基羰基)乙基、3-(甲氧基羰基)丙基、3-(乙氧基羰基)丙基、4-(甲氧基羰基)丁基、4-(乙氧基羰基)丁基、乙酰氧基甲基、丙酰氧基甲基、2-乙酰氧基乙基、2-丙酰氧基乙基、3-乙酰氧基丙基、3-丙酰氧基丙基、4-乙酰氧基丁基和4-丙酰氧基丁基。
R1优选表示C1-C8未取代的直链烷基，更优选表示甲基、乙基和正己基。
在式(1)中，m表示0-4的整数，n表示0-4的整数，和m+n是0-4的整数。在式(1)中，n优选表示0或1，更优选表示0。在式(1)中，m优选表示0或1，更优选表示0。当n是2或更大时，R1可以彼此相同或不同。
两种或多种上述化合物(1)可以混合使用。
优选-CH2OH基团键合至羟基的3位碳原子上的化合物(1)。
化合物(1)的实例包括羟基苯甲醇化合物，如2-羟基苯甲醇、3-羟基苯甲醇、4-羟基苯甲醇、2-羟基-3-甲基苯甲醇、2-羟基-4-甲基苯甲醇、2-羟基-5-甲基苯甲醇、3-羟基-2-甲基苯甲醇、3-羟基-4-甲基苯甲醇、4-羟基-2-甲基苯甲醇、4-羟基-3-甲基苯甲醇、2，3-二甲基-4-羟基苯甲醇、2，3-二甲基-5-羟基苯甲醇、2，4-二甲基-6-羟基苯甲醇、2，6-二甲基-4-羟基苯甲醇和3，5-二甲基-4-羟基苯甲醇；和二羟基苯甲醇化合物，如2，4-二羟基苯甲醇、3，4-二羟基苯甲醇、3，5-二羟基苯甲醇和3，5-二羟基-4-甲基苯甲醇。
可以使用可商购的化合物(1)。
也可以使用通过还原式(2)表示的化合物(在下文中，简称为化合物(2))制备的化合物(1)，
Figure BPA00001187585700051
式其中R1、m和n与上面定义的相同，R2表示氢原子、羟基或C1-C6烷氧基。
C1-C6烷氧基的实例包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基和正己氧基。
化合物(2)的实例包括羟基苯甲醛化合物，如2-羟基苯甲醛、3-羟基苯甲醛、4-羟基苯甲醛、2-羟基-3-甲基苯甲醛、2-羟基-4-甲基苯甲醛、2-羟基-5-甲基苯甲醛、3-羟基-2-甲基苯甲醛、3-羟基-4-甲基苯甲醛、4-羟基-2-甲基苯甲醛、4-羟基-3-甲基苯甲醛、2，3-二甲基-4-羟基苯甲醛、2，3-二甲基-5-羟基苯甲醛、2，4-二甲基-6-羟基苯甲醛、2，6-二甲基-4-羟基苯甲醛和3，5-二甲基-4-羟基苯甲醛；二羟基苯甲醛化合物如2，4-二羟基苯甲醛、3，4-二羟基苯甲醛、3，5-二羟基苯甲醛和3，5-二羟基-4-甲基苯甲醛；羟基苯甲酸化合物，如2-羟基苯甲酸、3-羟基苯甲酸、4-羟基苯甲酸、2-羟基-3-甲基苯甲酸、2-羟基-4-甲基苯甲酸、2-羟基-5-甲基苯甲酸、3-羟基-2-甲基苯甲酸、3-羟基-4-甲基苯甲酸、4-羟基-2-甲基苯甲酸、4-羟基-3-甲基苯甲酸、2，3-二甲基-4-羟基苯甲酸、2，3-二甲基-5-羟基苯甲酸、2，4-二甲基-6-羟基苯甲酸、2，6-二甲基-4-羟基苯甲酸和3，5-二甲基-4-羟基苯甲酸；二羟基苯甲酸化合物，如2，4-二羟基苯甲酸、3，4-二羟基苯甲酸、3，5-二羟基苯甲酸和3，5-二羟基-4-甲基苯甲酸；羟基苯酸酯化合物，如2-羟基苯酸甲酯、3-羟基苯酸甲酯、4-羟基苯酸甲酯、2-羟基-3-甲基苯甲酸甲酯、2-羟基-4-甲基苯甲酸甲酯、2-羟基-5-甲基苯甲酸甲酯、3-羟基-2-甲基苯甲酸甲酯、3-羟基-4-甲基苯甲酸甲酯、4-羟基-2-甲基苯甲酸甲酯、4-羟基-3-甲基苯甲酸甲酯、2，3-二甲基-4-羟基苯甲酸甲酯、2，3-二甲基-5-羟基苯甲酸甲酯、2，4-二甲基-6-羟基苯甲酸甲酯、2，6-二甲基-4--羟基苯甲酸甲酯和3，5-二甲基-4-羟基苯甲酸甲酯；和二羟基苯甲酸酯化合物，如2，4-二羟基苯甲酸甲酯、3，4-二羟基苯甲酸甲酯、3，5-二羟基苯甲酸甲酯和3，5-二羟基-4-甲基苯甲酸甲酯。
通常使用可商购的化合物(2)。
化合物(2)的还原方法的实例包括以下两种方法：一种是包括使化合物(2)和还原剂反应的方法，另一种是包括在催化剂存在下氢化化合物(2)的方法。
还原剂的实例包括氢化锂铝、硼氢化钠和硼氢化锌。催化剂的实例包括兰尼镍催化剂和铂催化剂。
例如，3-羟基苯甲醇可通过3-羟基苯甲醛、3-羟基苯甲酸或3-羟基苯甲酸的酯与还原剂反应制得，或通过在铂催化剂或兰尼镍催化剂存在下氢化3-羟基苯甲醛、3-羟基苯甲酸或3-羟基苯甲酸的酯制得。
上述还原方法通常按照已知方法还原醛化合物、羧酸化合物或羧酸的酯以提供相应的醇化合物而进行。
用于本发明的酚醛树脂通过上述化合物(1)与醛化合物反应获得。
醛化合物的实例包括脂肪族醛化合物，如甲醛、低聚甲醛、乙醛、丁醛和芳香族醛化合物，如苯甲醛和水杨醛，并且优选脂肪族醛化合物，更优选甲醛。
通常使用可商购的醛化合物。
可以使用醛的水溶液如福尔马林。
相对于每1mol化合物(1)，醛化合物的用量通常是1-3mol并且优选1.2-2.5mol。
化合物(1)和醛化合物的反应通常在碱性催化剂存在下在溶剂中进行。
碱性催化剂的实例包括氨水；碱金属碳酸盐如碳酸锂、碳酸钠和碳酸钾；碱金属氢氧化物如氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾；和碱土金属碳酸盐如碳酸钡。优选碱金属碳酸盐，并且更优选碳酸钠。
相对于1mol化合物(1)，碱性催化剂的用量通常是0.001-4mol，优选0.002-2mol并且更优选0.02-0.1mol。
溶剂的实例包括水和亲水性溶剂，并且亲水性溶剂的实例包括亲水性醇溶剂如甲醇、乙醇和异丙醇，亲水性醚溶剂如四氢呋喃和亲水性酰胺溶剂如N，N-二甲基甲酰胺和N-甲基-2-吡咯烷酮。两种或更多种溶剂可以混合使用。优选水、C1-C3醇溶剂和它们的混合物，并且更优选水。
此处，“亲水性溶剂”是指能够与水以任意比例混溶的溶剂。
相对于1重量份的化合物(1)，溶剂的用量通常是0.5-20重量份并且优选1-10重量份。
化合物(1)和醛化合物的反应通常通过混合化合物(1)、醛化合物、碱性催化剂和溶剂而进行，并且混合顺序没有限制。可以将化合物(1)、醛化合物、碱性催化剂和溶剂进行混合，以在0-100℃，优选30-90℃下进行反应，也可以将醛化合物加入到化合物(1)、碱性催化剂和溶剂的混合物中并在0-100℃，优选30-90℃下进行反应。可选地，可以将化合物(1)加入到醛化合物、碱性催化剂和溶剂的混合物中并在0-100℃，优选30-90℃下进行反应，也可以将碱性催化剂加入到化合物(1)、醛化合物和溶剂的混合物中并在0-100℃，优选30-90℃下进行反应。优选将醛化合物加入到化合物(1)、碱性催化剂和溶剂的混合物中并在0-100℃，优选30-90℃下进行反应。
在反应完成后，通常使用用于洗涤的溶剂洗涤反应混合物，然后通常通过过滤、倾析等方法从反应混合物中分离酚醛树脂。
用于洗涤的溶剂的实例包括诸如盐酸、硫酸和乙酸及乙酸的酸的水溶液或醇溶液。上述醇溶液中醇的实例包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇和叔丁醇。
通常在低于用于洗涤的溶剂的沸点的温度下进行洗涤。
虽然上述分离出来的酚醛树脂可以直接用到下文中描述的加热中，但优选将上述酚醛树脂干燥后再用到下文中描述的加热中。
干燥可以通过通风或在低压下进行。干燥温度通常为室温至100℃。
当化合物(1)和醛化合物的上述反应在水中进行时，优选使用水溶性溶剂洗涤酚醛树脂洗涤后再进行干燥。当使用酸的水溶液进行上述洗涤时，优选使用水溶性溶剂洗涤酚醛树脂后再进行干燥。水溶性溶剂的实例包括醇溶剂，如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇和叔丁醇，脂肪族腈溶剂，如乙腈，脂肪族酮溶剂，如丙酮，脂肪族亚砜溶剂，如二甲基亚砜，和脂肪族羧酸溶剂，如乙酸。优选醇溶剂、脂肪族亚砜溶剂和脂肪族羧酸溶剂，更优选叔丁醇、二甲基亚砜和乙酸。
可选地，分离的酚醛树脂可以被冻干。冻干温度通常是-70至20℃并且优选-30至10℃。冻干通常在真空下进行。
碳可通过在600-1000℃，优选700-900℃下，在氧化性气体气氛下加热获得的酚醛树脂而制得。
氧化性气体实例包括空气、H2O、CO2和O2，并且优选CO2。
加热优选在煅烧炉，如回转窑、辊膛窑、推板窑、多膛炉、流化床炉、高温煅烧炉中进行。从大量酚醛树脂能够容易地受热的角度考虑，更优选使用回转窑。
加热时间通常是1分钟至24小时。
加热通常通过将获得的酚醛树脂置于煅烧炉中，将氧化性气体通入到煅烧炉中，然后在600-1000℃下加热给定时间而进行。
碳也可以通过在氧化性气体气氛下，在600-1000℃下加热获得的酚醛树脂得到煅烧产物，和在惰性气体气氛下，在800-3000℃下加热所述煅烧产物制得。所述煅烧产物优选在惰性气体气氛下在2500至3000℃下加热。
600-1000℃下的加热时间通常是1分钟至24小时。
氧化性气体的实例与上述的相同。
在800至3000℃在惰性气体气氛下的加热时间通常是1分钟至24小时。
惰性气体的实例包括氮气和稀有气体如氦、氖、氩、氪和氙。
加热优选在煅烧炉中进行，煅烧炉的实例与上述的相同。从大量酚醛树脂能够容易地受热的角度考虑，更优选使用回转窑。
加热时间通常是1分钟至24小时。
加热通常通过将获得的酚醛树脂置于煅烧炉中，将氧化性气体通入到煅烧炉中，在600-1000℃下加热给定时间，将惰性气体通入到煅烧炉中，然后在800-3000℃下加热给定时间而进行。
可以通过在氧化性气体气氛下，在600-1000℃下加热获得的酚醛树脂，然后在惰性气体气氛下在800-3000℃下加热，获得具有较高介孔率的碳。
此处，“介孔率”由介孔体积比总孔隙体积计算得到，由百分比表示。总孔隙体积由在液氮温度下氮吸附等温曲线中在0.95相对压力左右的氮吸附数量计算得到，和介孔体积利用BHJ方法由氮吸附等温曲线计算得到。
可选地，碳还可以通过在600-3000℃，优选2,500-3000℃下，在惰性气氛下加热获得的酚醛树脂进行制备。
在600-3000℃，在惰性气体气氛下的加热时间通常是1分钟至24小时。
惰性气体的实例与上述的相同。
加热优选在煅烧炉中进行，煅烧炉的实例与上述的相同。从大量酚醛树脂能够容易地受热的角度考虑，更优选使用回转窑。
加热通常通过将获得的酚醛树脂置于煅烧炉中，将惰性气体通入到煅烧炉中，然后在600-3000℃下加热给定时间而进行。
由上述方法制得的碳可用于干电池的电极、压电器件的传感器、双电层电容器、锂离子电容器、锂离子二次电池、钠离子二次电池、负载催化剂的载体、色谱的载体、吸附剂等的材料。
由上述方法制得的碳可被研磨成碳细颗粒来用于电极，上述细颗粒的平均粒度为50μm或更小，优选为30μm或更小，并且更优选为10μm或更小。
适合的研磨方法的实例包括利用用于精细研磨的研磨机进行研磨的方法，上述研磨机例如是冲击磨损研磨机、离心研磨机、球磨机(例如管式磨机、配混磨、锥形球磨机、棒磨机和行星式圆荚磨机)、振动式磨机、胶体磨机、摩擦片磨机和喷射磨，并且球磨机通常被用作研磨机。当使用球磨机时，从避免将金属粉末引入到获得的碳细颗粒中的角度考虑，优选由非金属如氧化铝和玛瑙制得的球和研磨容器。
实施例
本发明将基于下述实施例进行更详细的描述，但是本发明不受实施例的限制。
利用YUASAIONICS制造的AUTOSORB，根据在液氮温度的氮吸附等温曲线中在0.95相对压力左右氮吸附量计算得到的碳细颗粒的总孔隙体积。获得的碳细颗粒的介孔体积是利用BHJ方法由氮吸附等温曲线计算得到的。介孔率由获得的碳细颗粒的介孔体积与碳细颗粒的总孔隙体积之比计算得到，由百分比表示。
实施例1
(1)向反应容器中加入50.0重量份的3-羟基苯甲醇、208重量份的蒸馏水和1.1重量份的0.5wt％碳酸钠水溶液，并在30℃下搅拌得到的混合物。向得到的混合物中加入64.7重量份的福尔马林，并且在30℃下搅拌30分钟得到的混合物。
将得到的混合物转移到不锈钢容器中并在80℃下加热该混合物24小时得到包含酚醛树脂和水的固态反应混合物。将获得的固体反应混合物粗略粉碎，然后与叔丁醇混合。将得到的混合物在60℃下搅拌1小时并过滤得到酚醛树脂。将得到的酚醛树脂与叔丁醇混合，并将得到的混合物在60℃搅拌1小时，并过滤获得酚醛树脂，并且进一步重复上述操作两次以得到酚醛树脂。将得到的酚醛树脂在60℃、减压下干燥24小时得到53.2重量份的酚醛树脂。
(2)将在上述(1)中得到的酚醛树脂在回转窑中并在800℃和CO2气氛下加热1小时以获得碳。使用具有由玛瑙制作的球的行星式球磨机，将获得的碳在300rpm下研磨5分钟以得到碳细颗粒。
结果列于表1中。
实施例2
将在以上实施例1(2)中获得的碳细颗粒在回转窑中并在2800℃、氩气气氛下加热1小时以制得碳细颗粒。
结果列于表1中。
表1
  实施例   总孔隙体积(ml/g)   介孔体积(ml/g)   介孔率(％)
  1   0.65   0.35   54
  2   0.36   0.32   89
实施例3
将在以上实施例1(1)中获得的酚醛树脂在回转窑中并在1000℃、氩气气氛下加热1小时制得碳。使用具有由玛瑙制作的球的行星式球磨机，将获得的碳在300rpm下研磨5分钟以得到碳细颗粒。
获得的碳细颗粒的总孔隙空间和获得的碳细颗粒的介孔体积是0.01ml/g和介孔率是100％。
工业应用
根据本发明，可以生产具有高介孔率的碳。

Claims (6)

1.制备碳的方法，包括在氧化性气体气氛下，在600-1000℃下加热酚醛树脂，其中所述酚醛树脂由式(1)表示的化合物和醛化合物反应获得：
Figure FPA00001187585600011
其中R1表示可以被至少一个取代基取代的C1-C12烷基，所述取代基选自羟基、C1-C6烷氧基、C6-C20芳基、C6-C20芳氧基、C7-C20芳烷氧基、巯基(-SH)、磺基(-SO3H)、卤原子、硝基、氰基、羧基、氨基、氨基甲酰基、C2-C7烷氧基羰基和C2-C7酰氧基，m表示0至4的整数，n表示0至4的整数，m+n是0至4的整数，并且当n是2或更大时，R1可以彼此相同或不同。
2.制备碳的方法，包括在氧化性气体气氛下，在600-1000℃下加热酚醛树脂得到煅烧产物，在惰性气体气氛下，在800-3000℃下加热该煅烧产物，其中所述酚醛树脂由式(1)表示的化合物和醛化合物反应获得：
Figure FPA00001187585600012
其中R1表示可以被至少一个取代基取代的C1-C12烷基，该取代基选自羟基、C1-C6烷氧基、C6-C20芳基、C6-C20芳氧基、C7-C20芳烷氧基、巯基(-SH)、磺基(-SO3H)、卤原子、硝基、氰基、羧基、氨基、氨基甲酰基、C2-C7烷氧基羰基和C2-C7酰氧基，m表示0至4的整数，n表示0至4的整数，m+n是0至4的整数，并且当n是2或更大时，R1可以彼此相同或不同。
3.制备碳的方法，包括在惰性气氛下，在600-3000℃下加热酚醛树脂，其中所述酚醛树脂由式(1)表示的化合物和醛化合物反应获得：
Figure FPA00001187585600021
其中R1表示可以被至少一个取代基取代的C1-C12烷基，该取代基选自羟基、C1-C6烷氧基、C6-C20芳基、C6-C20芳氧基、C7-C20芳烷氧基、巯基(-SH)、磺基(-SO3H)、卤原子、硝基、氰基、羧基、氨基、氨基甲酰基、C2-C7烷氧基羰基和C2-C7酰氧基，m表示0至4的整数，n表示0至4的整数，m+n是0至4的整数，并且当n是2或更大时，R1可以彼此相同或不同。
4.根据权利要求1至3中任一项的方法，其中m和n表示0。
5.根据权利要求1至4中任一项的方法，其中所述醛化合物是甲醛。
6.制备碳细颗粒的方法，包括研磨根据权利要求1至5中任一项获得的碳。
CN2008801225467A 2007-12-25 2008-12-22 制备碳的方法 Pending CN101910059A (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007-331564 2007-12-25
JP2007-331566 2007-12-25
JP2007331566 2007-12-25
JP2007331564 2007-12-25
JP2007-333999 2007-12-26
JP2007333999 2007-12-26
PCT/JP2008/073909 WO2009082026A2 (en) 2007-12-25 2008-12-22 Process for producing carbon

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101910059A true CN101910059A (zh) 2010-12-08

Family

ID=40545968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801225467A Pending CN101910059A (zh) 2007-12-25 2008-12-22 制备碳的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20100316555A1 (zh)
EP (1) EP2231515B1 (zh)
JP (1) JP5315978B2 (zh)
KR (1) KR20100102649A (zh)
CN (1) CN101910059A (zh)
TW (1) TW200938483A (zh)
WO (1) WO2009082026A2 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014203867A1 (ja) * 2013-06-18 2014-12-24 三菱瓦斯化学株式会社 芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂、変性芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂及びエポキシ樹脂、並びにそれらの製造方法
FR3031977B1 (fr) 2015-01-22 2018-04-20 Centre National De La Recherche Scientifique Procede de fabrication d'une resine ablative
FR3031978B1 (fr) * 2015-01-22 2018-04-20 Centre National De La Recherche Scientifique Procede de fabrication d'une resine ablative

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3422068A (en) * 1966-02-25 1969-01-14 Weyerhaeuser Co Method of producing an ortho-directed phenolic resin by condensing phenol and hcho in the presence of a bivalent metal ion and then adding resorcinol,and the resultant product
US5260855A (en) * 1992-01-17 1993-11-09 Kaschmitter James L Supercapacitors based on carbon foams
US5626977A (en) * 1995-02-21 1997-05-06 Regents Of The University Of California Composite carbon foam electrode
JP3570368B2 (ja) * 2000-09-29 2004-09-29 セイコーエプソン株式会社 無線通信装置
EP1603414B1 (en) * 2003-03-07 2017-05-03 Virginia Commonwealth University Electroprocessed phenolic materials and methods
JP4754813B2 (ja) * 2003-12-01 2011-08-24 肇 田門 カーボン材料の製造方法及びタブレット状乾燥ゲル
JP2006324183A (ja) * 2005-05-20 2006-11-30 Teijin Ltd 炭素粒子、活性炭粒子およびそれらの製造方法
JP4967316B2 (ja) * 2005-06-28 2012-07-04 日立化成工業株式会社 リチウム二次電池負極用炭素粒子及びそれを用いたリチウム二次電池用炭素負極、リチウム二次電池
JP2007008790A (ja) * 2005-07-04 2007-01-18 Sanyo Electric Co Ltd カーボン微粒子の製造方法、分極性電極の製造方法および電気二重層キャパシタ
JP2007091567A (ja) * 2005-09-30 2007-04-12 Jfe Steel Kk 多孔質炭素材料およびその製造方法
JP5125054B2 (ja) * 2006-10-20 2013-01-23 住友化学株式会社 粉末無定形炭素及びその製造方法
JP2009040646A (ja) * 2007-08-10 2009-02-26 Kyoto Univ 炭素材料の製造方法、および該炭素材料を含む電気二重層キャパシタ
JP2009132593A (ja) * 2007-10-30 2009-06-18 Sumitomo Chemical Co Ltd 炭素材料及び該炭素材料を有する電極
WO2009078371A2 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 Sumitomo Chemical Company, Limited Process for producing carbon material
US20100298522A1 (en) * 2008-02-12 2010-11-25 Junji Suzuki Process for producing carbon material
JP2009215470A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Univ Of Miyazaki レゾルシノール系らせん状高分子及び炭素とその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100102649A (ko) 2010-09-24
WO2009082026A2 (en) 2009-07-02
WO2009082026A3 (en) 2009-09-24
US20100316555A1 (en) 2010-12-16
TW200938483A (en) 2009-09-16
JP5315978B2 (ja) 2013-10-16
EP2231515B1 (en) 2012-05-16
EP2231515A2 (en) 2010-09-29
JP2009173533A (ja) 2009-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110302769A (zh) 一种催化剂载体、负载型催化剂及其制备方法和用途
Haibo et al. Synthesis of carbon doped ZnO with a porous structure and its solar-light photocatalytic properties
JP5013531B2 (ja) グルコースの製造方法およびスルホン化活性炭の製造方法
EP2495042A1 (en) Tungsten carbide catalyst supported on mesoporous carbon, preparation and application thereof
Wei et al. Layered solids as a “molecular container” for pharmaceutical agents: L-tyrosine-intercalated layered double hydroxides
CN101910059A (zh) 制备碳的方法
Wang et al. Direct one-pot synthesis of ordered mesoporous carbons from lignin with metal coordinated self-assembly
Abu-Zied et al. Microwave-assisted synthesis of micro/nano NdO powders
CN106944028A (zh) 一种3d结构的石墨烯基复合固体碱催化剂的制备方法
Vandarkuzhali et al. Arachis hypogaea derived activated carbon/Pt catalyst: reduction of organic dyes
CN113649044A (zh) 一种氮硫双掺杂多孔碳材料催化剂及其制备方法
TW201509797A (zh) 利用至少一種添加物的碳化學活化
Thrilokraj et al. A sustainable approach for nickel nanoparticles synthesis: expeditious access to N-heterocycles under heterogeneous condition and photophysical studies
Feng et al. Environmentally Benign Route for the Synthesis of Polycarbonate Diols (PCDLs)− Calcined MgAl Hydrotalcites as Heterogeneous Catalysts
CN115400759A (zh) 一种热固性环氧树脂回收用催化剂及其回收方法
Liu et al. Plant polyphenol-derived ordered mesoporous carbon materials via metal ion cross-linking
Mekrattanachai et al. The highly effective cobalt based metal–organic frameworks catalyst for one pot oxidative esterification under mild conditions
CN108232216B (zh) 一种有序介孔碳共负载二氧化铈和双核酞菁钴材料及其制备方法
CN104437459A (zh) 一种活性炭负载氧化铋、制备及其应用
CN106238080B (zh) 掺磷多孔石墨烯及其制备方法与催化苄胺氧化的方法
Mao et al. Highly active and selective catalytic transfer hydrogenolysis of α-methylbenzyl alcohol catalyzed by supported Pd catalyst
CN102267725A (zh) 一种以模板法制备超细氧化钨的方法
CN107442134B (zh) 一种铑/镍合金纳米催化剂及其制备方法和应用
CN115282998A (zh) 一种氮掺杂碳包裹钴镍合金催化剂的制备方法及其应用
CN109485543B (zh) 由纤维素一步制备乙二醇和1,2-丙二醇的方法及其催化剂

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20101208