CN109795999A - 多孔碳产品的生产 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生产多孔碳产品的方法，其包含以下工艺步骤：a)提供基底表面；b)将二氧化硅作为层沉积在基底表面上，由此获得多孔二氧化硅材料；c)使基底表面上的多孔二氧化硅材料与第一碳源接触，由此获得包含多孔二氧化硅材料和第一碳源的第一前体；d)加热第一前体，由此获得包含多孔二氧化硅材料和碳的第二前体；和e)至少部分脱除第二前体中的二氧化硅，由此获得所述多孔碳产品。本发明进一步涉及多孔碳产品、装置和多孔碳产品的用途。

Description

多孔碳产品的生产
本发明大体上涉及多孔碳产品的生产方法和多孔碳产品；涉及装置和多孔碳产品在装置中的用途。
使用充当负像(negative)的模板将碳成型以生产多孔碳材料的方法是现有技术中已知的。其中，碳材料的特征在于基本由模板材料的结构预先决定的孔隙结构。该模板可以例如由氧化硅制成。本领域中已知的生产氧化硅模板的方法是所谓的溶胶-凝胶法。制备氧化硅的溶胶-凝胶途径是技术人员公知的。例如，在US 06514454 B1中描述了通过溶胶凝胶法生产单块二氧化硅体。
另外，现有技术中已知的多孔碳材料是炭黑。炭黑通过重质石油产品如FCC焦油、煤焦油、乙烯裂化焦油的不完全燃烧产生，并且少量来自植物油。此类生产炭黑的方法例如公开在US 07655209 B2中。多孔碳的用途通常基于孔隙结构的性质。已知用途是电极，如在锂离子电池中，其中需要经电极材料同时传送离子和电子；在催化剂中，其中需要高活性表面积和孔隙可达性；和在燃料电池中，其中需要传送燃料和导电性。
通常，本发明的一个目的是至少部分克服来自现有技术的缺点。本发明的一个目的是提供改进的多孔碳材料。本发明的另一目的是提供适用于生产改进的碳材料的模板材料。本发明的再一目的是提供生产多孔碳材料的方法，其中该方法具有提高的预先决定多孔碳材料的孔尺寸分布的自由度。本发明的一个目的是提供更容易实施的制备多孔碳产品的方法。
本发明的一个目的是提供具有更高能量效率的多孔碳产品的制备方法。
本发明的一个目的是提供具有更高处理能力的多孔碳产品的制备方法。
本发明的一个目的是提供具有提高的均匀性的多孔碳产品的制备方法。
本发明的一个目的是提供具有更均匀的孔尺寸分布的多孔碳产品的制备方法。
本发明的一个目的是提供具有更高度可控的孔尺寸分布的多孔碳产品的制备方法。
本发明的一个目的是提供具有更均匀的粒度分布的多孔碳产品的制备方法。
本发明的一个目的是提供具有更高度可控的粒度分布的多孔碳产品的制备方法。
本发明的一个目的是提供具有改进的电性质的电化学电池，优选锂离子电池。
本发明的一个目的是提供具有更高度可控的电性质的电化学电池，优选锂离子电池。
本发明的一个目的是提供具有改进的电性质的电极。
本发明的一个目的是提供具有更高度可控的电性质的电极。
本发明的一个目的是提供具有改进的催化性质，特别是改进的活性位点可达性(access)的多孔催化剂材料。
本发明的一个目的是提供具有更高度可控的催化性质，特别是更高度可控的催化选择性的多孔催化剂材料。
本发明的一个目的是提供具有较低杂质浓度的多孔碳产品的制备方法。
本发明的一个目的是提供具有更高日历寿命的锂离子电池。
本发明的一个目的是提供具有更高循环寿命的锂离子电池。
本发明的一个目的是提供具有降低的缺陷率的锂离子电池。
独立权利要求和下列实施方案对至少一个上述目的作出贡献。从属权利要求书提供也有助于解决至少一个上文提到的目的的本发明的优选实施方案。
|1|一种生产多孔碳产品的方法，其包含以下工艺步骤：
a)提供基底表面；
b)将二氧化硅作为层沉积在基底表面上，由此获得多孔二氧化硅材料；
c)使基底表面上的多孔二氧化硅材料与第一碳源接触，由此获得包含多孔二氧化硅材料和第一碳源的第一前体；
d)加热第一前体，由此获得包含多孔二氧化硅材料和碳的第二前体；和
e)至少部分脱除第二前体中的二氧化硅，由此获得所述多孔碳产品。
|2|根据实施方案|1|的方法，其中满足一个或多个下列标准：
a.步骤b)中的沉积在沉积位置进行，其中所述沉积位置和所述基底表面可相对于彼此运动；
b.步骤c)中的接触在接触位置进行，其中所述接触位置和所述基底表面可相对于彼此运动；
c.步骤d)中的加热在加热位置进行，其中所述加热位置和所述基底表面可相对于彼此运动；
d.步骤e)中的所述至少部分脱除在脱除位置进行，其中所述脱除位置和所述基底表面可相对于彼此运动；
各上述标准可以组合并形成这一实施方案的一个方面。该标准的下列组合是这一实施方案的优选方面：a、b、c、d、ab、ac、ad、bc、bd、cd、 bcd、acd、abd、abc、abcd。在这一实施方案的一个优选方面中，基底表面是运动的，并且下列一项或多项，优选全部发生在固定位置(相对于基底运动)：沉积、接触、加热、至少部分脱除。
|3|根据实施方案|1|或|2|的方法，其中：
a.在步骤c)和d)之间从基底上至少部分脱除第一前体；或
b.在步骤d)和e)之间从基底上至少部分脱除第二前体；或
c.在步骤e)之后从基底上至少部分脱除多孔碳产品。
从基底上至少部分脱除后的步骤可以在连续法中或作为分批法进行。在一个方面中，从基底上部分脱除后的所有步骤在连续法中进行。在另一方面中，从基底上部分脱除后的所有步骤作为分批法进行。在另一方面中，从基底上部分脱除后的至少一个步骤在连续法中进行且至少一个步骤作为分批法进行。
在这一实施方案的一个方面中，选项b.是优选的，优选作为分批法进行步骤e)。
在一个实施方案中，加热步骤d)包含在加热步骤d)和至少部分脱除二氧化硅的步骤e)之间的至少一个附加加热步骤d*)，其中在加热步骤d)之后和在附加加热步骤d*)之前进行从基底上部分脱除前体。在这一实施方案的一个优选方面中，附加加热步骤d*)分批进行，优选在旋转管式炉中。在这一实施方案的另一方面中，附加加热步骤d*)以连续方式进行，优选通过将前体传送经过附加加热位置。在这一实施方案的一个优选方面中，在从基底上至少部分脱除前体之后和在附加加热步骤d*)之前进行前体尺寸缩减步骤。在这一实施方案的一个方面中，步骤e)优选作为分批法进行。
|4|根据前述实施方案任一项的方法，其中所述二氧化硅层在步骤b) 中在不多于20个层，优选不多于10个层，更优选不多于5个层，更优选不多于3个层，更优选不多于2个层，更优选不多于1个层中沉积。
|5|根据前述实施方案任一项的方法，其进一步包含在接触步骤c)之前处理二氧化硅材料。所述处理优选包含热处理或化学处理或两者。所述处理优选包含热处理。
|6|根据前述实施方案任一项的方法，其中二氧化硅的沉积包含：
a.在进料位置将进料组合物供入反应区；
b.在反应区中通过化学反应使进料组合物反应成第一许多粒子；
c.将第一许多粒子沉积到基底表面上，由此获得多孔二氧化硅材料。
在这一实施方案的一个方面中，所述进料组合物是液体或气体或两者。在这一实施方案的一个方面中，所述进料是液体或气体，其进一步包含固体，优选粉末。所述固体优选是二氧化硅，更优选二氧化硅烟灰(soot)。
在本发明的一个实施方案中，二氧化硅的沉积包含以下步骤
a.提供固体二氧化硅粒子；
b.加热所述固体二氧化硅粒子；
c.将所述二氧化硅粒子沉积到基底上，由此获得多孔二氧化硅材料。
|7|根据前述实施方案任一项的方法，其中使所述多孔二氧化硅材料与下列之一或下列的组合接触：
a.液相碳源；
b.气相碳源；
c.固相碳源。
在这一实施方案的一个方面中，使所述多孔二氧化硅材料与碳源接触，所述碳源是包含固体粒子的液相。粒子优选悬浮或分散在液体中。
在本发明的一个实施方案中，使所述多孔二氧化硅材料与熔融碳源，即在环境温度和压力下是固体但在接触温度下熔融的碳源接触。熔融材料在这方面优选是软化的固体或粘性液体或液体。在这一实施方案的一个方面中，熔融碳源是煤焦油沥青。在这一实施方案的一个方面中，熔融碳源在20℃的温度和1巴的压力下是固体。在这一实施方案的一个方面中，熔融碳源是在环境温度下为高度粘性流体的碳源。这一实施方案的碳源在环境温度下无法引入多孔材料中或至少在环境温度下不能容易和高效地引入多孔材料中。在加热后，由于软化和/或熔融，该碳源可引入多孔材料中。在这一实施方案的一个方面中，作为模板中的余热提供用于熔融碳源的热。这种余热可源自二氧化硅沉积步骤或加热多孔二氧化硅材料的步骤或两者。在这一实施方案的一个方面中，该碳源在280℃至420℃，优选 300℃至400℃，更优选320℃至380℃的温度下熔融。
在一个实施方案中，使二氧化硅材料与溶解在溶剂中的碳源接触。在这方面提到的一些溶剂是水和有机溶剂。在这一实施方案的一个方面中，碳源是溶解在水中的糖。在这一实施方案的另一方面中，碳源溶解在有机溶剂中。在这一实施方案的一个方面中，该溶剂是挥发性的并且蒸发温度低于在碳化步骤中所用的温度。
碳源未溶解在溶剂中的实施方案优于碳源溶解在溶剂中的实施方案。特别地，碳源溶解在有机溶剂中的实施方案较不有利。
|8|根据前述实施方案任一项的方法，其包含使多孔二氧化硅材料与附加碳源接触，其中所述附加碳源和第一碳源不同。
|9|根据前述实施方案任一项的方法，其中所述方法是连续方法。
在一个实施方案中，所述方法的一部分是连续的且所述方法的一部分分批进行。
|10|根据前述实施方案任一项的方法，其中所述基底表面是选自下列的一种或两种：
a.带的表面；
b.刚性体的表面，优选圆筒表面。
在这一实施方案的一个方面中，所述基底表面是直圆柱体(right circularcylinder)。
|11|根据前述实施方案任一项的方法(100)，其包含粉碎下列之一的步骤：
a.第一前体；
b.第二前体；
c.所述多孔碳产品。
在这一实施方案的优选方面中，所述粉碎包含选自压碎、碾磨、研磨、气刀切割和电动破碎(electrodynamic fragmentation)的一种或多种，优选压碎。用于粉碎的能量可以机械提供或以其它方式提供，例如来自超声源。
在这一实施方案的一个优选方面中，要粉碎的物品的最大空间维度 (spatialdimension)以至少10，优选至少20，更优选至少30的倍数降低。
在一个优选方面中，粉碎后的最大空间维度为1至50,000μm，优选 100至10,000μm，更优选1,000至5,000μm。
|12|根据前述实施方案任一项的方法，其中所述多孔二氧化硅材料满足一个或多个下列标准：
a)0.5至5.9cm3/g，优选0.8至5cm3/g，更优选1至4cm3/g的具有10至 10000nm的直径的孔隙的累积孔隙体积；
b)2至2.3g/cm3，优选2.05至2.25g/cm3，更优选2.1至2.2g/cm3的材料密度；
c)0.4至1.7g/cm3，优选0.5至1.5g/cm3，更优选0.5至1.3g/cm3，更优选 0.5至1.0g/cm3，更优选0.6至0.85g/cm3的堆积密度；
d)0.2至0.9，优选0.3至0.8，更优选0.4至0.7的孔隙率；
e)5至140m2/g，优选10至130m2/g，更优选20至110m2/g的根据BET-SSA 的总比表面积；
f)0至20m2/g，优选0至15m2/g，更优选0.1至10m2/g的通过BET-BJH 测定的孔直径小于2nm的孔隙的比表面积；
g)在10至10000nm之间通过压汞法测定的孔尺寸分布的特征在于
i)20至100nm，优选30至90nm，更优选40至80nm的D10，
ii)150至1000nm，优选200至900nm，更优选300至800nm的D50，和
iii)2000至5000nm，优选2300至4700nm，更优选2600至4300nm的 D90；
h)0.04至1.1cm3/g，优选0.1至1.0cm3/g，更优选0.15至0.9cm3/g的具有10至100nm的孔直径的孔隙的累积孔隙体积；
i)0.02至1.3cm3/g，优选0.05至1.1cm3/g，更优选0.1至0.9cm3/g的具有大于100nm和最多1000nm的孔直径的孔隙的累积孔隙体积；和
j)0.01至2.0cm3/g，优选0.05至1.8cm3/g，更优选0.1至1.6cm3/g的具有大于1000nm和最多10000nm的孔直径的孔隙的累积孔隙体积。
|13|根据前述实施方案任一项的方法，其中在两个或更多个分开的位置沉积二氧化硅。
|14|可通过根据前述实施方案之一的方法获得的多孔碳产品，这种多孔碳产品优选满足一个或多个在实施方案|15|至|21|中介绍的特征。
|15|一种多孔碳产品，其满足一个或多个下列标准：
A)1.5至2.3g/cm3，优选1.6至2.2g/cm3，更优选1.7至2.1g/cm3的材料密度；
B)0.2至1.2g/cm3，优选0.3至1.1g/cm3，更优选0.4至1.0g/cm3的堆积密度；
C)0.4至0.9，优选0.45至0.85，更优选0.5至0.8的孔隙率；
D)20至800m2/g)，优选30至750，更优选40至700m2/g的根据BET-SSA 的总比表面积；
E)0至400m2/g，优选0至300m2/g，更优选1至250m2/g的通过BET-BJH 测定的孔直径小于2nm的孔隙的比表面积；
F)在10至10000nm之间通过压汞法测定的孔尺寸分布的特征在于
a.20至100nm，优选30至90nm，更优选40至80nm的D10，
b.50至1000nm，优选60至900nm，更优选70至800nm的D50，和
c.2000至9000nm，优选2500至8500nm，更优选3000至8000nm的 D90；
G)0.20至2.50cm3/g，优选0.3至2.4cm3/g，更优选0.4至2.3cm3/g的具有10至100nm的孔直径的孔隙的累积孔隙体积；
H)0.20至2.50cm3/g，优选0.3至2.4cm3/g，更优选0.4至2.3cm3/g的具有大于100nm和最多1000nm的孔直径的孔隙的累积孔隙体积；和
I)0.01至1.00cm3/g，优选0.05至0.9cm3/g，更优选0.1至0.8cm3/g的具有大于1000nm和最多10000nm的孔直径的孔隙的累积孔隙体积。
|16|一种多孔碳产品，其满足一个或多个下列标准：
A)1.5至2.3g/cm3，优选1.6至2.2g/cm3，更优选1.7至2.1g/cm3的材料密度；
B)0.2至1.2g/cm3，优选0.3至1.1g/cm3，更优选0.4至1g/cm3的堆积密度；
C)0.4至0.9，优选0.45至0.85，更优选0.5至0.8的孔隙率；
D)20至120m2/g，优选25至100m2/g，更优选30至80m2/g的根据 BET-SSA的总比表面积；
E)0至50m2/g，优选0至40m2/g，更优选1至35m2/g的通过BET-BJH 测定的孔直径小于2nm的孔隙的比表面积；
F)在10至10000nm之间通过压汞法测定的孔尺寸分布的特征在于
a.20至100nm，优选30至90nm，更优选40至80nm的D10，
b.200至1000nm，优选250至900nm，更优选300至800nm的D50，和
c.2000至9000nm，优选2500至8500nm，更优选3000至8000nm的 D90；
G)0.20至0.40cm3/g，优选0.22至0.38cm3/g，更优选0.24至0.36cm3/g 的具有10至100nm的孔直径的孔隙的累积孔隙体积；
H)0.20至0.50cm3/g，优选0.23至0.47cm3/g，更优选0.26至0.44cm3/g 的具有大于100nm和最多1000nm的孔直径的孔隙的累积孔隙体积；和
I)0.01至1.00cm3/g，优选0.05至0.9cm3/g，更优选0.1至0.8cm3/g的具有大于1000nm和最多10000nm的孔直径的孔隙的累积孔隙体积。
这一实施方案优选公开了如果使用沥青作为碳源，碳产品的性质。
|17|一种多孔碳产品，其满足一个或多个下列标准：
A)1.5至2.3g/cm3，优选1.6至2.2g/cm3，更优选1.7至2.1g/cm3的材料密度；
B)0.2至1.2g/cm3，优选0.3至1.1g/cm3，更优选0.4至1.0g/cm3的堆积密度；
C)0.4至0.9，优选0.45至0.85，更优选0.5至0.8的孔隙率；
D)300至800m2/g，优选350至750m2/g，更优选400至700m2/g的根据 BET-SSA的总比表面积；
E)100至400m2/g，优选125至375m2/g，更优选150至350m2/g的通过 BET-BJH测定的孔直径小于2nm的孔隙的比表面积；
F)在10至10000nm之间通过压汞法测定的孔尺寸分布的特征在于
a.20至100nm，优选30至90nm，更优选40至80nm的D10，
b.50至500nm，优选60至460nm，更优选70至400nm的D50，和
c.200至5000nm，优选250至4500nm，更优选300至4000nm的D90；
G)0.50至2.50cm3/g，优选0.60至2.3cm3/g，更优选0.7至2.1cm3/g的具有10至100nm的孔直径的孔隙的累积孔隙体积；
H)0.50至2.50cm3/g，优选0.60至2.3cm3/g，更优选0.7至2.1cm3/g的具有大于100nm和最多1000nm的孔直径的孔隙的累积孔隙体积；和
I)0.01至1.00cm3/g，优选0.05至0.9cm3/g，更优选0.1至0.8cm3/g的具有大于1000nm和最多10000nm的孔直径的孔隙的累积孔隙体积。
这一实施方案优选公开了如果使用糖作为碳源，碳产品的性质。
|18|根据实施方案|14|至|17|任一项的多孔碳产品，其中所述多孔碳产品是包含许多孔隙的单块碳体，其具有：
a.如通过汞孔隙率法(mercury porosimetry)测得，具有大于50至1000nm 的孔尺寸的孔隙的体积P1；
b.如通过汞孔隙率法测得，具有10至50nm的孔尺寸的孔隙的体积P2；
c.如通过BJH-BET测得，具有大于0至6nm的孔尺寸的孔隙的体积P3；
d.如通过BJH-BET测得，具有2nm或更小孔尺寸的孔隙的体积P4；
e.如通过BJH-BET测得，具有0至小于10nm的孔尺寸的孔隙的体积P5；
f.总体积PS＝P1+P2+P5；
其中满足一个或多个下列标准：
i.P1为0.1至2.5cm3/g，优选0.2至2.4cm3/g，更优选0.3至2.3cm3/g；
ii.P1/PS为至少0.1，优选至少0.15，更优选至少0.2，
iii.P2为0.01至1cm3/g，优选0.15至0.9cm3/g，更优选0.1至0.8cm3/g；
iv.P4小于0.1cm3/g，优选小于0.08cm3/g，更优选小于0.6cm3/g；
v.P3为0至0.5cm3/g，优选0至0.45cm3/g，更优选0.01至0.4cm3/g；
vi.P2/PS为0.01至0.5，优选0.02至0.45，更优选0.05至0.4，
vii.P1/PS为至少0.65，优选至少0.67，更优选至少0.7，P2/PS为0.02至0.25，优选0.04至0.22，更优选0.1至0.2，且P3/PS小于0.10，优选小于 0.8，更优选小于0.7
viii.P3/P2为0至0.2，优选0至0.15，更优选0.01至0.12；
ix.P3/P2为0.3至0.7，优选0.33至0.67，更优选0.35至0.65。
术语单块在本文中用于描述作为连续的整体存在的物体性质。单块体是刚性体积的材料，其中该材料的片段不能相对于彼此活动。如果包含分离体(detached bodies)的集合的产品被描述为是或包含单块体，这是指选自该集合的独立体(individual body)。例如，对单块体给出的孔尺寸是指独立体内的孔隙，而非作为该集合中的独立体之间的空隙形成的孔隙。
|19|根据实施方案|14|至|17|任一项的多孔碳产品，其中所述多孔碳产品是包含许多孔隙的单块碳体，其具有：
a.如通过汞孔隙率法测得，具有大于50至1000nm的孔尺寸的孔隙的体积P1；
b.如通过汞孔隙率法测得，具有10至50nm的孔尺寸的孔隙的体积P2；
c.如通过BJH-BET测得，具有大于0至6nm的孔尺寸的孔隙的体积P3；
d.如通过BJH-BET测得，具有2nm或更小孔尺寸的孔隙的体积P4；
e.如通过BJH-BET测得，具有0至小于10nm的孔尺寸的孔隙的体积P5；
f.总体积PS＝P1+P2+P5；
其中满足一个或多个下列标准：
i.P1为0.1至10cm3/g，优选0.15至8cm3/g，更优选0.2至7cm3/g；
ii.P1/PS为至少0.1，优选至少0.15，更优选至少0.2，
iii.P2为0.01至1cm3/g，优选0.05至0.9cm3/g，更优选0.1至0.8cm3/g；
iv.P4小于0.1cm3/g，优选小于0.9cm3/g，更优选小于0.8cm3/g；
v.P3为0至0.5cm3/g，优选0至0.45cm3/g，更优选0.01至0.4cm3/g；
vi.P2/PS为0.01至0.5，优选0.05至0.45，更优选0.1至0.4，
vii.P1/PS为至少0.65，优选至少0.67，更优选至少0.7，P2/PS为0.02至0.25，优选0.04至0.22，更优选0.05至0.20，且P3/PS小于0.10，优选小于0.09，更优选小于0.08；
viii.P3/P2为0至0.2，优选0至0.19，更优选0.01至0.18；
ix.P3/P2为0.3至0.7，优选0.33至0.67，更优选0.35至0.65。
|20|根据实施方案|14|至|17|任一项的多孔碳产品，其中所述多孔碳产品是包含许多孔隙的单块碳体，其具有：
a.如通过汞孔隙率法测得，具有大于50至1000nm的孔尺寸的孔隙的体积P1；
b.如通过汞孔隙率法测得，具有10至50nm的孔尺寸的孔隙的体积P2；
c.如通过BJH-BET测得，具有大于0至6nm的孔尺寸的孔隙的体积P3；
d.如通过BJH-BET测得，具有2nm或更小孔尺寸的孔隙的体积P4；
e.如通过BJH-BET测得，具有0至小于10nm的孔尺寸的孔隙的体积P5；
f.总体积PS＝P1+P2+P5；
其中满足一个或多个下列标准：
i.P1为0.1至10cm3/g，优选0.15至8cm3/g，更优选0.2至7cm3/g；
ii.P1/PS为至少0.1，优选至少0.15，更优选至少0.2，
iii.P2为0.01至1cm3/g，优选0.05至0.9cm3/g，更优选0.1至0.8cm3/g；
iv.P4小于0.1cm3/g，优选小于0.9cm3/g，更优选小于0.8cm3/g；
v.P3为0至0.5cm3/g，优选0至0.45cm3/g，更优选0.01至0.4cm3/g；
vi.P2/PS为0.01至0.5，优选0.05至0.45，更优选0.1至0.4，
vii.P1/PS为至少0.65，优选至少0.67，更优选至少0.7，P2/PS为0.02至 0.25，优选0.04至0.22，更优选0.05至0.20，且P3/PS小于0.10，优选小于0.09，更优选小于0.08；
viii.P3/P2为0至0.2，优选0至0.19，更优选0.01至0.18；
ix.P3/P2为0.3至0.7，优选0.33至0.67，更优选0.35至0.65。
在一个实施方案中，所述多孔碳产品具有层状几何，优选薄片或片状结构。层状几何的优选多孔碳产品具有层状平面，其中正好垂直于层状平面的厚度相对较小，且该平面内的直线伸长(extension)相对较大。在这一实施方案的一个方面中，所述多孔碳产品具有第一空间伸长，其是在空间上的最大直线伸长，第二空间伸长是垂直于第一空间伸长的最大直线伸长，且第三空间伸长垂直于第一空间伸长和第二空间伸长。第三空间伸长与第二空间伸长的比率优选为1:5至1:100，更优选1:8至1:50，更优选 1:10至1:20。沿第三空间伸长的伸长优选为10至200μm，优选15至100 μm，更优选20至50μm。
|21|根据实施方案|14|至|20|之一的多孔碳产品，其具有小于50重量 ppm，优选小于40重量ppm，更优选小于30重量ppm，最优选小于20 重量ppm的Fe含量。在一些情况下，Fe含量可小于测试装置的检测阈值。
|22|包含根据实施方案|14|至|21|之一的多孔碳产品的装置。
|23|根据实施方案|22|的装置，其包含电极，所述电极包含基于电极总重量计0.1至10重量％，优选0.3至8重量％，更优选0.5至6重量％的多孔碳产品。
|24|根据实施方案|22|或|23|的装置，其中所述装置是电化学装置。
|25|根据实施方案|14|至|21|之一的多孔碳产品在电极中的用途。
|26|根据实施方案|25|的用途，其中所述多孔碳产品以电极总重量的 0.1至10重量％，优选0.3至8重量％，更优选0.5至6重量％存在于电极中。
在一个实施方案中，在工艺步骤b)中，满足下列一项或多项：
a.基底(301)以0.1至10.0m/min，优选0.5至8.0m/min，更优选1.0至6 m/min的切向速度旋转；
b.从进料位置到基底表面(302)的距离为1至300cm，优选5至250cm，更优选10至200cm。
在一个实施方案中，该方法包含二氧化硅材料的热处理，其满足下列一项或多项：
a.所述热处理中的最大温度高于在步骤b)中达到的基底表面的最大温度，优选高至少10℃，更优选高至少20℃，更优选高至少30℃；
b.所述热处理包含以下步骤：
i)将多孔二氧化硅材料(309)的温度提高到1000至1400℃、或1000至 1100℃、或1100至1200℃、或1200至1300℃、或1300至1400℃的温度；
ii)使多孔二氧化硅材料(309)的温度在1000至1400℃、或1000至1100℃、或1100至1200℃、或1200至1300℃、或1300至1400℃的温度下保持 100至1000分钟、或100至300分钟、或300至500分钟、或500至600 分钟、或600至800分钟、或800至1000分钟的持续时间，和
iii)将多孔二氧化硅材料(309)的温度降到1000℃以下，优选降到900℃以下，更优选800℃以下；
c.脱除的(removed)多孔二氧化硅材料的温度在所述热处理中以2至 10℃/min，优选3至8℃/min，更优选4至7℃/min的速率提高。
各上述标准可以组合并形成这一实施方案的一个方面。该标准的下列组合是这一实施方案的优选方面：a、b、c、ab、ac、bc、abc。在这一实施方案的一个优选方面中，b.i)中的温度范围与b.ii)中的温度范围相同。
在这一实施方案的优选方面中，在选项b.中使用温度范围和持续时间的下列组合：1000至1400℃100至1000分钟、1000至1400℃100至300 分钟、1000至1400℃300至500分钟、1000至1400℃500至600分钟、 1000至1400℃600至800分钟、1000至1400℃800至1000分钟、1000 至1100℃100至1000分钟、1000至1100℃100至300分钟、1000至1100℃ 300至500分钟、1000至1100℃500至600分钟、1000至1100℃600至 800分钟、1000至1100℃800至1000分钟、1100至1200℃100至1000 分钟、1100至1200℃100至300分钟、1100至1200℃300至500分钟、 1100至1200℃500至600分钟、1100至1200℃600至800分钟、1100至 1200℃800至1000分钟、1200至1300℃100至1000分钟、1200至1300℃ 100至300分钟、1200至1300℃300至500分钟、1200至1300℃500至 600分钟、1200至1300℃600至800分钟、1200至1300℃800至1000 分钟、1300至1400℃100至1000分钟、1300至1400℃100至300分钟、 1300至1400℃300至500分钟、1300至1400℃500至600分钟、1300 至1400℃600至800分钟、1300至1400℃800至1000分钟。
进一步优选的组合选自下列：1000至1100℃800至1000分钟、1100 至1200℃600至800分钟、1100至1200℃400至600分钟、1200至1300℃ 400至600分钟、1200至1300℃600至800分钟、1300至1400℃800至 1000分钟。
在这一实施方案的一个方面中，步骤iii)中的冷却仅通过被动冷却进行，优选通过静置在环境温度下进行。
在一个实施方案中，该方法包含改变多孔二氧化硅材料的孔隙结构，其包含下列一项或多项：
a.降低多孔二氧化硅材料(309)的孔尺寸分布的宽度，
b.降低多孔二氧化硅材料(309)的孔隙率或降低多孔二氧化硅材料(309)的总孔隙体积或两者，
c.将多孔二氧化硅材料(309)的多峰孔尺寸分布的峰数减少至少一个峰。
各上述标准可以组合并形成这一实施方案的一个方面。该标准的下列组合是这一实施方案的优选方面：a、b、c、ab、ac、bc、abc。在进一步实施方案中，该方法包含改变孔隙结构，其包括通过使峰更窄和/或通过改变峰值而改变孔尺寸分布中的峰。在这一实施方案的一个方面中，峰同时更窄并且其峰值移动。
在一个实施方案中，沉积的二氧化硅材料(309)的厚度为10至500μm。在进一步实施方案中，二氧化硅在一个或多个层中沉积，其中一个或多个层，优选所有层各自具有5至20μm，优选7至18μm，更优选10至15μm 的厚度。在一些情况下，层可具有最多大约200μm的厚度。
在一个实施方案中，在工艺步骤b)中，该化学反应是热解或水解或两者。
优选地，在根据实施方案|6|的方法中，进料组合物在以kg/min计的进料速率下供入反应区。优选由技术人员根据仪器设置的尺寸(dimension)选择进料速率。进一步优选地，在工艺步骤c)中，将第一许多粒子的0.5至 0.95，优选0.6至0.9，更优选0.7至0.85的分数沉积到基底表面上，由此获得多孔二氧化硅材料。
优选地，在工艺步骤b)中，在以kg/min计的沉积速率下获得多孔二氧化硅材料，其中沉积速率和进料速率的比率为0.02至0.2，优选0.1至 0.2，更优选0.17至0.19。
在下文中，使用术语“模板”表示多孔二氧化硅材料，特别是在其被碳源浸渍的点。
进料组合物/原材料的化学反应
反应区优选由优选朝向基底表面的至少一个反应燃烧器，优选至少2 个反应燃烧器，更优选至少3个反应燃烧器，更优选至少5个反应燃烧器，最优选至少10个反应燃烧器的火焰形成。优选地，反应区由布置在至少一排，优选至少2排，更优选至少3排中的多个反应燃烧器形成。在此，不同排的反应燃烧器优选彼此错开布置。在另一优选实施方案中，反应区由至少一个线性燃烧器，优选至少2个线性燃烧器，更优选至少3个线性燃烧器形成。在此，各线性燃烧器提供在一排中的多个火焰。优选的反应燃烧器前后运动，优选保持与基底表面的恒定距离。优选地，多个反应燃烧器布置在单个燃烧器进料器上，其中燃烧器进料器前后运动。
在基底表面上沉积多于一层二氧化硅的一个实施方案中，在多于一个位置，优选通过两排或更多排燃烧器在基底表面上沉积二氧化硅。在这一实施方案的一个特定方面中，在两个或更多个位置沉积二氧化硅，其中在每个位置沉积一层。
模板的制备方法优选包含一个或多个热解和/或水解步骤以获得中间粒子(intermediate particles)或所谓的一次粒子。这些一次粒子或由其附聚形成的所谓二次粒子应适合沉积在基底表面上。所述第一许多粒子可以是一次粒子或二次粒子或两者的混合物。
热解和/或水解优选在提高的温度下，优选在适合断裂原材料中的化学键的温度下进行。在一个实施方案中，热解和/或水解在高于大约250℃，优选高于大约300℃，更优选高于大约400℃，再更优选高于大约600℃，最优选高于大约700℃的温度下进行。通常，热解和/或水解进行直至绝热火焰温度。这一温度取决于进料组合物并通常低于3100℃。
原材料，同义地称作进料组合物，优选在液相中和/或在气相中。该进料组合物优选包含一个或多个硅源，其优选适合提供含硅的一次粒子。优选的含硅一次粒子是选自中性一次粒子或带电一次粒子，优选中性一次粒子的一种或多种。在这方面优选的中性一次粒子是选自硅原子和氧化硅的一种或多种，优选氧化硅，更优选SiO2。优选的硅源是有机或无机的。优选的无机硅源是选自硅氧烷、卤化硅、硅烷和硅酸的一种或多种。优选的有机硅源是选自有机硅烷，优选烷基硅烷；硅烷醇；硅醇盐(siloxide)；硅氧烷；甲硅烷基醚；silanylidene；硅烯(silene)和噻咯的一种或多种；优选选自烷基硅烷、甲硅烷基醚和甲硅烷基酯；更优选烷基硅烷。
在这方面优选的硅氧烷是选自线性硅氧烷和环状硅氧烷的一种或多种。在这方面优选的线性硅氧烷是选自硅氧烷(silicone)或其衍生物、二硅氧烷、六甲基二硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚甲基氢硅氧烷和聚硅氧烷 -15(polysilicone-15)的一种或多种。在这方面优选的环状硅氧烷是选自八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷和十二甲基环六硅氧烷的一种或多种，优选八甲基环四硅氧烷。
在这方面优选的卤化硅是选自SiF4、SiCl4和SiBr4的一种或多种；优选是选自SiCl4和SiBr4的一种或多种；更优选SiCl4。在一个实施方案中，该进料包含更高级卤化硅，优选具有通用形式SinX2n+2，其中n是大于1，优选2至20，更优选3至15，最优选4至10的整数，且其中X是卤化物，优选是选自F、Cl和Br的一种或多种，更优选是选自Cl和Br的一种或多种；最优选Cl。在这方面优选的更高级卤化硅是选自Si2Cl6、Si3Cl8、Si4Cl10、Si5Cl12、Si6Cl14、Si7Cl16和Si8Cl18的一种或多种，优选Si2Cl6。优选的烷基卤化硅中的一个或多个卤素原子被烷基替代，所述烷基优选选自甲基、乙基、丙基、丁基和戊基，优选是选自甲基和乙基的一种或多种，更优选甲基。
在这方面优选的烷基硅烷是一种或多种具有通式SiHxR4-x的化合物，其中x是0至3的数；且R是烷基，且该分子中的R可以彼此相同或不同。在这方面优选的烷基R是选自甲基、乙基、丙基、丁基和戊基的一种或多种；优选是选自甲基和乙基的一种或多种；更优选甲基。在这方面优选的烷基硅烷是选自Si(CH3)4、SiH(CH3)3、SiH2(CH3)2、SiH3(CH3)、Si(C2H5)4、SiH(C2H5)3、SiH2(C2H5)2、SiH3(C2H5)、Si(C3H7)4、SiH(C3H7)3、SiH2(C3H7)2、 SiH3(C3H7)、Si(C4H9)4、SiH(C4H9)3、SiH2(C4H9)2、SiH3(C4H9)的一种或多种；优选选自Si(CH3)4、Si(C2H5)4、Si(C3H7)4和Si(C4H9)4。在一个实施方案中，该进料包含更高级烷基硅烷，优选具有式SinHyRz，其中n是大于1，优选2至20，更优选3至15，最优选4至10的整数，其中y和z共计2*n+2 且其中z是1或更大。
优选的甲硅烷基醚是一种或多种具有通式SiHxRy(OR)z的化合物，其中x和y是0至3的数；z是1至4的数；x、y和z共计4；且R是烷基，其中该分子中的R可以彼此相同或不同。在这方面优选的烷基R是选自甲基、乙基、丙基、丁基和戊基的一种或多种；优选是选自甲基和乙基的一种或多种；更优选甲基。在这方面优选的甲硅烷基醚是选自Si(OCH3)4、 SiH(OCH3)3、SiH2(OCH3)2、SiH3(OCH3)、Si(OC2H5)4、SiH(OC2H5)3、 SiH2(OC2H5)2、SiH3(OC2H5)、Si(OC3H7)4、SiH(OC3H7)3、SiH2(OC3H7)2、 SiH3(OC3H7)、Si(OC4H9)4、SiH(OC4H9)3、SiH2(OC4H9)2、SiH3(OC4H9)、 Si(OCH3)4、Si(CH3)(OCH3)3、Si(CH3)2(OCH3)2、Si(CH3)3(OCH3)、 Si(OC2H5)4、Si(CH3)(OC2H5)3、Si(CH3)2(OC2H5)2、Si(CH3)3(OC2H5)、 Si(OC3H7)4、Si(CH3)(OC3H7)3、Si(CH3)2(OC3H7)2、Si(CH3)3(OC3H7)、 Si(OC4H9)4、Si(CH3)(OC4H9)3、Si(CH3)2(OC4H9)2、Si(CH3)3(OC4H9)的一种或多种；优选选自SiH3(OCH3)3、SiH2(OCH3)2、SiH(OCH3)3、Si(OCH3)4、 Si(CH3)3(OCH3)3、Si(CH3)2(OCH3)2、Si(CH3)(OCH3)3；优选 Si(CH3)2(OCH3)2或SiH2(OCH3)2。在一个实施方案中，该进料包含更高级甲硅烷基醚，优选具有式SinHxRy(OR)z，其中n是大于1，优选2至20，更优选3至15，最优选4至10的整数，z是1或更大，且其中x、y和z 共计2*n+2。
在本发明的一个实施方案中，该原材料包含具有下列化学通式的硅源：
SivHwXxRyOHz
其中v、w、x、y和z是正整数；
v是正整数，优选1至20，更优选1至15，再更优选1至10，最优选1； w、x、y&z共计2*x+2；
R是有机部分，优选选自烷基、烯基、酯和烷氧基；优选烷基或烷氧基；其中该分子中的R可以彼此相同或不同；
X是卤素；优选F、Cl、Br或I；更优选Cl、Br或I；最优选Cl；其中该分子中的X可以彼此相同或不同。
在一个实施方案中，该原材料包含用于为热解和/或水解提供能量的燃料。优选燃料是选自氢气和有机化合物的一种或多种；优选氢气。在这方面优选的有机化合物是选自烷、烯、炔、酮、醛和酯的一种或多种；优选烷或烯；更优选烷。在这方面优选的烷是选自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和戊烷的一种或多种；优选甲烷。在这方面优选的烯是选自乙烯、丙烯、丁烯和戊烯的一种或多种。优选的炔是乙炔(ethyne)，也称作acetylene。
该原材料优选包含氧气，既为了从燃料中释放能量，又为了形成SiO2物类。可由技术人员选择原材料的相对量、原材料的压力以及热解和/或水解的温度以促进本发明的有利性质。
沉积过程
在根据本发明的方法的工艺步骤b)中，将二氧化硅沉积到基底表面上。优选地，通过使进料组合物反应获得第一许多粒子，并将第一许多粒子沉积到基底表面上。所述第一许多粒子的粒子获自在反应区中的上述化学反应。优选地，所述第一许多粒子是许多无机粒子。优选的无机粒子是氧化硅粒子。优选的氧化硅是SiO2。在本文通篇中，所述第一许多粒子也被称作烟灰或烟灰粒子。在此，术语烟灰是指获自水解和/或热解的细粒。但是，术语烟灰不一定是指碳粒子。相反，优选的烟灰粒子是氧化硅粒子。
优选地，在反应区中由气相通过成核和随后生长过程获得一次粒子。优选地，一次粒子以5至500nm，优选20至400nm，更优选50至250nm 的平均粒度为特征。
为了沉积在基底表面上，一次粒子必须在反应区中经过从产生一次粒子的位置到基底表面的距离。在它们通往基底表面的途中，一次粒子与反应区相互作用。因此并且根据相互作用的程度，一次粒子优选附聚以形成二次粒子。在此，作为一次粒子的附聚物的二次粒子包含不同数量的一次粒子。因此，二次粒子的特征在于包含大约5至大约5000nm的粒度的相当宽的粒度分布。二次粒子是多孔的。在此，二次粒子包含在附聚的一次粒子之间的介孔。介孔的特征在于2至100nm，优选10至80nm，更优选30至70nm的平均孔尺寸。
此外，优选的二次粒子的特征在于5至140m2/g，优选6至30m2/g，更优选7至15m2/g的根据BET-SSA的比表面积。
将二次粒子沉积在基底表面上。在此，基底表面优选是选自容器表面、圆顶表面、几何体的侧面、板的表面和过滤器表面的一种，或其中至少两种的组合。优选的容器表面是容器的内表面或外表面或两者。优选的几何体是棱柱。优选的棱柱是圆柱。
优选地，多孔二氧化硅材料在基底表面上形成至10至500μm，优选 20至100μm，更优选20至50μm的多孔二氧化硅材料总厚度。
优选控制基底表面的温度。控制基底表面的温度包括选自测量基底表面的温度、加热基底表面和冷却基底表面的一种，或其中至少两种的组合。优选地，控制基底表面的温度防止多孔二氧化硅材料在其整个体积中烧结。为了部分烧结基底表面上的第一许多粒子，优选通过反应燃烧器加热第一许多粒子。但是，在一个优选实施方案中，通过补充加热，加热基底表面上的第一许多粒子。优选的补充加热包含至少一个附加燃烧器。另一优选的补充加热布置在基底表面的背面。优选地，该基底是包含补充加热的中空体，优选中空圆柱体。另一优选的补充加热是红外线发射器。优选地，该基底具有500至1200℃，更优选500至750℃，最优选550至650℃的温度。在第一许多粒子的粒子在基底表面上形成正好1个多孔二氧化硅材料层的实施方案中，上面这段中提供的技术特征特别优选。
优选地，基底表面上的多孔二氧化硅材料的表面具有800至1500℃，优选900至1400℃，更优选1000至1300℃的温度，其中多孔二氧化硅材料的表面面向反应区。
在基底表面上形成的多孔二氧化硅材料包含附聚物形式的第一许多粒子的粒子。在此，附聚物包含上述介孔。在附聚物之间，该多孔二氧化硅材料包含大孔。大孔优选以0.1至1.0μm，优选0.2至0.9μm，更优选 0.4至0.6μm的平均孔尺寸为特征。
在本发明的一个实施方案中，通过提供二氧化硅粒子、加热它们和将它们沉积在基底上而沉积二氧化硅。该沉积也可包含加热的二氧化硅粒子和通过使进料反应产生的二氧化硅粒子的沉积。用于加热和沉积的二氧化硅粒子优选为粒子形式，优选二氧化硅烟灰。用于加热沉积的二氧化硅粒子优选作为另一工艺的副产物提供。
优选地，该多孔二氧化硅材料具有多孔二氧化硅材料的材料密度的10 至40％，优选20至35％，更优选22至30％的相对密度。在第一许多粒子的粒子在基底表面上形成正好1个多孔二氧化硅材料层的实施方案中，具有上述相对密度的多孔二氧化硅材料特别优选。
在此，材料密度是不包括孔隙的多孔二氧化硅材料的密度。优选借助选自基底表面的温度、在基底表面上的附加热处理过程中的多孔二氧化硅材料的温度和作用于基底表面上的多孔二氧化硅材料的机械压力的一种或通过其中至少两种的组合调节多孔二氧化硅材料的相对密度。包含介孔和不同含量的大孔的多孔二氧化硅材料也被称作具有分级孔隙率和/或分级孔尺寸分布。在此，大孔优选为多孔二氧化硅材料提供开放孔隙。因此，大孔优选提供遍布多孔二氧化硅材料的互连通道系统。根据本发明在工艺步骤b)中获得的优选多孔二氧化硅材料以多峰孔尺寸分布为特征。优选的多峰孔尺寸分布包含2至10个峰，优选2至8个峰，更优选2至6个峰，最优选2至4个峰。
在一个特别优选的实施方案中，以覆盖基底表面的正好一层的形式在基底表面上获得多孔二氧化硅材料。一层多孔二氧化硅材料，优选各层多孔二氧化硅材料优选以10至500μm，优选20至100μm，更优选20至 50μm的层厚度为特征。优选的多孔二氧化硅材料层具有0.3至1.25g/cm3，优选、0.4至1.2g/cm3，更优选0.5至1.1g/cm3，最优选0.5至0.7g/cm3的堆积密度。在此，堆积密度是包括多孔二氧化硅材料的材料和孔隙的多孔二氧化硅材料的密度。在进一步优选的实施方案中，一层多孔二氧化硅材料，优选各层多孔二氧化硅材料，以1至10μm，更优选3至5μm的层厚度为特征。
在用碳源浸渍模板后和任选在碳源碳化后，从基底表面至少部分脱除所得材料。优选地，借助气体料流从基底表面脱除该材料。在此，优选将气体料流引导到该材料的背面上，其中该背面面向基底表面。优选的气体料流是空气料流。这样的空气料流也被称作气刀或风刀。根据另一优选实施方案，借助固体刀片(solid blade)或固体刀刃(solid edge)从基底表面脱除该材料。优选的实心刀片/刀刃由金属或由陶瓷或由两者制成。在此，优选的金属是不锈钢。
在某些实施方案中，优选缩减多孔材料的尺寸。要缩减尺寸的多孔材料可以是选自被碳源浸渍的模板、包含碳化碳的模板或多孔碳产品的一种或多种。缩减提供了第二许多粒子。优选地，在尺寸缩减区中缩减多孔材料的尺寸，其中尺寸缩减区至少部分在空间上与基底表面隔开。优选地，通过在尺寸缩减区和基底表面之间的屏障(shielding)将尺寸缩减区至少部分与基底表面隔开。优选地，在空间上将尺寸缩减区与基底表面隔开减轻了反应区被来自尺寸缩减区的粉尘污染。优选地，通过选自切割、破碎和压碎的一种或其中至少两种的组合缩减多孔材料的尺寸。优选地，在尺寸缩减装置中缩减多孔材料的尺寸，其中尺寸缩减装置优选包含至少两个旋转辊，在它们之间进给该多孔材料。优选地，该辊包含带有轮廓(profiled) 的表面。优选地，设计该尺寸缩减装置以使通过多孔二氧化硅材料在该尺寸缩减装置中的尺寸缩减获得的第二许多粒子的特征在于尽可能窄的粒度分布。
优选地，在多孔二氧化硅材料或多孔二氧化硅材料的情况下，所述第二许多粒子的粒子的特征在于粒度大于第一许多粒子的粒子的粒度，优选大于二次粒子的粒度。优选地，第二许多粒子的粒子非球形。优选的非球形粒子是杆或薄片或两者。优选地，第二许多粒子的粒子的厚度等于或小于在基底表面上的多孔二氧化硅材料的厚度。此外，第二许多粒子的优选粒子以至少5，优选至少10的尺寸比为特征。第二许多粒子的优选粒子以 10至500μm，优选20至100μm，更优选20至50μm的厚度为特征。优选地，第二许多粒子的粒子以尽可能高的表面/体积比为特征。优选地，第二许多粒子的粒子包含切断面或断裂面或两者，它们表现出开放孔隙。
优选地，根据本发明的方法的至少工艺步骤b)和c)连续进行，优选至少b)、c)和d)。在此，优选的基底表面是旋转的。优选的旋转基底表面是旋转体的表面或传送带的表面或两者。优选的旋转体为棱柱形。优选地，该棱柱形基底围绕其纵轴旋转。在此，基底表面优选是棱柱形基底的侧面。优选的棱柱形基底为圆柱形。基底表面优选由容易从基底表面脱除多孔二氧化硅材料的材料制成。优选地，在多孔二氧化硅材料在基底表面上经受的温度下，基底表面的材料不与多孔二氧化硅材料接合。优选基底包含由内部材料制成的内部件和由外部材料制成的外部件。在此，基底表面是外部件的表面。优选的内部材料是金属。优选的金属是钢。优选的钢是不锈钢。优选的外部材料是陶瓷。优选的陶瓷外部材料是碳化硅。在一个特别优选的实施方案中，该基底是旋转圆柱体。该圆柱体围绕其纵轴旋转。在此，基底表面是旋转圆柱体的侧面。优选的旋转圆柱体是中空圆柱体。
在本发明的一个优选实施方案中，粉碎步骤产生非球形粒子。在这一实施方案的一个方面中，非球形粒子是薄片或杆或两者。优选的非球形粒子以至少5，优选至少10的尺寸比为特征。优选的非球形粒子以10至500 μm，优选20至100μm，更优选20至50μm的厚度为特征。
在根据本发明的方法1的一个优选实施方案10中，根据前述实施方案任一项设计该方法，其中优选在用碳源浸渍之前热处理二氧化硅材料。优选的热处理是烧结。
在本发明的一个优选实施方案中，在工艺步骤b)中，基底以0.1至10.0 m/min，优选0.5至9.5m/min，更优选1.0至8.5m/min，最优选2.0至7.0 m/min的切向速度旋转。优选的基底表面是圆柱体的侧面。为此，优选基底为圆柱形。在另一优选实施方案中，在工艺步骤b)中调节基底的切向速度以在基底表面上获得多于一个层的形式的多孔二氧化硅材料，其中这些层以恒定厚度为特征。为此优选地，在工艺步骤b)中降低基底的切向速度，优选在0.1至10.0m/min，更优选0.5至9.5m/min，更优选1.0至8.5m/min，最优选2.0至7.0m/min的范围内。
在本发明的一个优选实施方案中，从进料位置到基底表面的距离为1 至300cm，优选5至250cm，更优选10至200cm，更优选10至150，最优选30至100cm。
在本发明的一个优选实施方案中，该基底是围绕内体积的中空体。
在本发明的一个优选实施方案中，在工艺步骤b)中，从该内体积内控制基底温度。基底温度的优选控制是加热或冷却或两者。优选冷却基底以促进从基底表面脱除该材料。基底的优选冷却是通过空气料流冷却。
在本发明的一个优选实施方案中，基底以第一线性热膨胀系数为特征，其中多孔二氧化硅材料以另一线性热膨胀系数为特征，其中第一线性热膨胀系数和另一线性热膨胀系数之差的绝对值为1.90·10-5至2.00·10-5 1/K，优选1.93·10-5至1.97·10-5 1/K，更优选1.94·10-5至1.96·10-5 1/K。优选地，第一线性热膨胀系数大于另一线性热膨胀系数。
在本发明的一个优选实施方案中，从基底表面至少部分脱除该材料包含使该材料与气体料流或刀刃(edge)或两者接触。优选地，使用气刀(air knife)或风刀(air blade)或两者从基底表面脱除该材料。优选的刀刃是选自刀(knife)、叶片(blade)和刮刀(scraper)的刃的一种，或其中至少两种的组合，其优选由金属或陶瓷或两者制成。优选的金属是不锈钢。
模板的活化
任选地，特别在用碳源浸渍之前，可以处理模板以在模板表面上引入化学官能团。优选以这种方式处理改造的(adapted)多孔二氧化硅材料。
在一个实施方案中，用硅烷处理该模板以提高其表面的疏水性质。在这方面优选的硅烷是具有通式SiHxR4-x的化合物，其中x是0至4的整数；且R是烷基，且该分子中的R可以彼此相同或不同。在这方面优选的烷基 R是选自甲基、乙基、丙基、丁基和戊基的一种或多种；优选是选自甲基和乙基的一种或多种；更优选甲基。
在另一实施方案中，用选自硅氧烷、硅氮烷和任何其它有机材料的一种或多种处理该模板。
碳源
碳源适用于接触，优选浸渍模板并在碳化后形成碳体。优选的碳源包含碳、在碳化时至少部分脱除的附加元素和任选在碳化时至少部分作为杂中心(hetero-centre)留在碳体中的附加元素。
在一个实施方案中，该碳源包含一种或多种含碳源的芳族体系。优选的芳族体系有助于在工艺步骤h)中获得的多孔碳产品中形成碳片。优选的芳族体系包含一个或多个芳环和/或一个或多个双芳环和/或一个或多个三芳环和/或一个或多个由四个或更多个芳环形成的结构单元。优选的芳族体系选自沥青和萘酚，或其中至少两种的组合。优选的沥青是石油沥青或中间相沥青或两者。优选的酚醛树脂是酚醛塑料。在这一实施方案的一个方面中，该芳族体系是液体、固体或存在于溶液中。在这方面优选的溶剂是氯仿和/或THF。
在一个实施方案中，该碳源包含一种或多种非芳族碳源。优选的非芳族碳源是糖，优选选自蔗糖、葡萄糖和果糖的一种或多种。在这一实施方案的一个方面中，该非芳族碳源是液体、固体或存在于溶液中。在这方面优选的溶剂是水。
在一个实施方案中，该碳源包含一种或多种芳族体系和一种或多种非芳族碳源。
在一个优选实施方案中，该碳源是许多碳源粒子。优选的许多碳源粒子的特征在于粒度分布具有选自0.5至12，优选1至12μm，更优选2至 9μm，更优选2.5至5μm的D5；2至30μm，优选11至25μm，更优选 12至20μm，更优选12至17μm的D50；和5至80μm，优选50至80μm，更优选55至75μm，更优选57至70μm的D95的一种；或其中至少两种的组合。另一优选的许多碳源粒子的特征在于粒度分布具有选自0.5至12，优选0.5至10μm，更优选0.5至6μm，更优选1至4μm的D5；2至30μm，优选2至20μm，更优选2至12μm，更优选3至8μm的D50；和5至80 μm，优选5至25μm，更优选5至20μm，更优选8至15μm的D95的一种；或其中至少两种的组合。
接触/浸渍
使碳源与模板，优选多孔二氧化硅材料接触，以至少部分占据模板的孔隙，优选借助流体流。这一步骤也被称作浸渍。
在本发明的实施方案中，优选通过碳源的流体流(优选为液体、溶液或熔体形式)将碳源引入模板的至少一部分空置的容积中。
在一个实施方案中，将碳源以熔体形式引入模板中。碳源优选以粒子形式与模板混合并加热以熔融该碳源。加热温度应取决于碳源的熔点。
该浸渍优选包含选自浸泡、旋涂和泵送的一个或多个步骤。
在一个实施方案中，进行两个或更多个，优选三个或更多个，更优选四个或更多个浸渍步骤，优选与一个或多个碳化步骤穿插。
碳化
该碳源至少部分碳化。
通过碳化该碳源，获得选自石墨碳、类石墨碳和非石墨碳的一种，或其中至少两种的组合。在此，优选的非石墨碳是乱层石墨碳(turbostratic carbon)。非石墨碳是不同于石墨的碳变形。
在根据本发明的方法的一个优选实施方案中，碳化包含由碳源获得非石墨碳，其中在后续工艺步骤中，由非石墨碳通过石墨化获得石墨。
在模板与碳源接触的过程中，该碳源优选具有Ta的温度。优选地， Ta为10至500℃，更优选15至400℃，最优选100至370℃。
碳化优选包含将碳源加热到温度Tc，其中Tc>Ta。优选地，Tc高于 400℃，优选高于450℃，最优选高于500℃。
上文给定的温度Ta和Tc可以是固定温度值或合适的温度范围。例如， Tc可以是优选高于300℃的固定温度。但是，Tc也可以是温度范围，其中所述温度范围的温度优选各自高于300℃。在此，温度范围Tc的温度必须适合将碳源碳化。使碳源和/或获自碳源的碳的温度保持在Tc可意味着使所述温度保持恒定在特定值Tc或使该温度保持在温度范围Tc中。这类似地适用于Ta。在此，Ta是适用于使碳源与模板接触的特定温度或温度范围。
脱除改造的模板/浸蚀
优选通过浸蚀从包含模板和获自碳化的碳的固体体(solid body)(前体) 中至少部分，优选基本脱除模板，以获得多孔碳产品。
在一个实施方案中，在浸蚀步骤中脱除包含模板和碳的实体中的模板材料总重量的至少大约50重量％，优选至少大约80重量％，更优选至少大约95重量％，最优选至少大约99重量％的模板材料。
浸蚀优选包含优选用酸或碱化学溶解的步骤。优选的酸是布朗斯台德酸，优选无机布朗斯台德酸。优选的碱是布朗斯台德碱，优选无机布朗斯台德碱。优选的无机布朗斯台德酸是HF。优选的无机布朗斯台德碱是 NaOH。
在浸蚀后，优选冲洗所得多孔碳产品并优选干燥。优选用水冲洗。
石墨化
本发明的方法任选包含一个或多个石墨化步骤，其优选造成多孔碳产品的结构变化，优选在多孔碳体的表面中。优选在脱除模板后进行石墨化。
用于石墨化步骤的优选温度为大约500至大约3000℃，更优选大约 1000至大约2500℃，最优选大约1300至大约2300℃。如果存在可石墨化的碳源，石墨化优选提高多孔碳体中的2D片状石墨的含量。如果存在不可石墨化的碳源，石墨化优选将多孔碳产品的表面上的一些微孔转化成乱层石墨碳。
多孔碳产品的活化
在一个实施方案中，化学活化多孔碳产品。在一个实施方案中，多孔碳产品在氧气存在下，优选在大约200至大约700℃，更优选大约300至大约600℃，最优选大约400至大约500℃的温度下加热，以引起碳表面的氧化，优选非石墨碳位点的选择性氧化。
尺寸确定
本文通篇所用的尺寸确定(sizing)是指确定前体或产品的尺寸的任何手段。可以通过尺寸缩减或通过分级或两者确定尺寸。尺寸缩减的一个实例是研磨。分级的一个实例是筛分。根据本发明的方法可包含几个尺寸确定步骤。
在根据本发明的方法的一个优选实施方案中，包含模板和由碳源碳化获得的碳的前体在第一尺寸缩减步骤中缩减尺寸。在此，该前体优选通过研磨缩减尺寸。该研磨优选在选自冲击磨机、喷射磨机、球磨机和辊磨机的一种或其中至少两种的组合中进行。通过上文提到的前体的尺寸缩减，优选获得许多前体粒子。
在根据本发明的另一优选实施方案中，第一尺寸缩减步骤在流化床中和/或在混合机中进行。在此，优选的混合机是桨式混合机。
本发明的多孔碳产品优选在第二尺寸缩减步骤中缩减尺寸。第二尺寸缩减步骤优选在干燥多孔碳产品之后或在干燥多孔碳产品之前或在两个时间进行。
如果第二尺寸缩减步骤在干燥之前进行，第四尺寸缩减步骤优选包含湿磨多孔碳产品。如果第二尺寸缩减步骤在干燥之前进行，第二尺寸缩减步骤优选包含湿磨多孔碳产品。优选的湿磨在球磨机中进行。在一个优选实施方案中，在湿磨后，该多孔碳产品在湿状态下分级。优选的在湿状态下的分级是离心或滗析或两者。在另一优选实施方案中，该多孔碳产品在湿磨后和在分级前干燥。
如果第二尺寸缩减步骤在干燥之后进行，第二尺寸缩减步骤优选使用喷射磨机或辊磨机或两者进行。优选的喷射磨机是空气喷射磨机。优选的喷射磨机包含压缩气体，其中该压缩气体以低于10巴，优选低于5巴，更优选低于3巴的压力为特征。喷射磨机优选包含至少两个相对的射流。另一优选的喷射磨机包含分级转子。
干燥的多孔碳产品的分级优选使用筛或分级转子或两者进行。最优选的是分级转子。优选的分级转子是sifter。通过sifting，干燥的多孔碳产品可优选在较短时间内和/或在对多孔碳产品的较少破坏下分级。为了筛选多孔碳产品，不含超声发生器的筛是优选的。
在第二尺寸缩减步骤之前的多孔碳产品干燥优选使用桨式干燥机、辊筒式干燥机或带式干燥机或其中至少两种的组合进行。在第二尺寸缩减步骤之后的多孔碳产品干燥优选使用选自喷雾干燥机、桨式干燥机、辊筒式干燥机和带式干燥机的一种或其中至少两种的组合进行。
通过将多孔碳产品分级，优选将多孔碳产品的过大粒子与多孔碳产品的其余部分分离。优选的过大粒子以大于300μm，优选大于200μm，更优选大于100μm的粒度为特征。
此外，通过将多孔碳产品分级，优选从多孔碳产品中分离多孔碳产品的多峰粒度分布的至少一个峰。在分级后，多孔碳产品的粒度分布的D50优选为30至50μm，优选32至48μm，更优选35至45μm。
作为许多碳粒子的多孔碳产品有助于解决至少一个上述目的，其中至少40重量％，优选至少60重量％，更优选至少90重量％的碳粒子是单块碳体。优选地，所述许多碳粒子的碳粒子非球形。优选的非球形粒子是薄片或杆或两者。进一步优选的非球形碳粒子以至少5，优选至少10的尺寸比为特征。优选的非球形碳粒子以10至500μm，优选20至100μm，更优选20至50μm的厚度为特征。
连续法
在多孔二氧化硅材料和如果相关，包含的碳源/多孔材料存在于基底表面上的同时进行多个步骤。该基底表面优选是圆筒表面或带表面等，并可在基底表面，优选带经过适用于要进行的步骤的位置时进行多个步骤。
用途
包含根据本发明的多孔碳产品的制品有助于实现至少一个上述目的。根据本发明的多孔碳产品的优选用途是利用多孔碳产品的一个或多个有利性质的那些，优选为选自改进的纯度、改进的电导率、改进的离子电导率、改进的气体介电常数(gas permittivity)、改进的吸附和/或吸收、改进的吸附容量和/或吸收容量、提高的比表面积、孔隙分级(hierarchy)和其中任一种的改进的可调节性的一个或多个性质。
负载在根据本发明的多孔碳产品上的活性材料，优选催化剂有助于实现至少一个上述目的。在这一实施方案的一个方面中，该催化剂适用于气相催化。在这一实施方案的另一方面中，该催化剂适用于液相催化。
燃料电池，优选液体燃料电池或气体燃料电池，更优选气体燃料电池有助于实现至少一个上述目的。优选的燃料电池适合使用选自氢气、烃、醇、酮和醛的一种或多种燃料；更优选选自氢气、醇和烃的一种或多种；最优选氢气。在这方面优选的烃是烯和烷，优选烷。在这方面优选的烯是选自乙烯、丙烯和丁烯的一种或多种；更优选是选自乙烯和丙烯的一种或多种；最优选乙烯。在这方面优选的烷是选自甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的一种或多种；更优选是选自甲烷和乙烷的一种或多种；最优选甲烷。
包含根据本发明的多孔碳产品的electrical cell有助于实现至少一个上述目的。在这一实施方案的一个方面中，本发明的多孔碳材料至少部分包含在一个或多个电极中或包含在电解质中或包含在一个或多个电极和电解质中。该多孔碳产品特别优选存在于阴极中或上。在这方面优选的电池 (electrical cell)是二次电池或原电池，优选二次电池。优选的原电池是选自碱性电池、铝离子电池、锂电池、nickel oxyhydride电池和锌碳电池的一种或多种。优选的二次电池是选自铅酸电池、锂离子电池、锂硫电池、钛酸锂电池、镍镉电池、镍氢电池、镍金属氢化物电池和镍锌电池的一种或多种；优选锂离子电池。
包含本发明的多孔碳产品的装置进一步有助于实现至少一个上述目的，该装置是选自电容器，优选超级电容器、液体的吸收和/或储存材料、气体的吸收和/或储存材料、用于色谱法的载体材料和用于工程和/或医疗用途的原材料的一种或多种。
根据本发明的一个类目的实施方案；特别是根据方法、多孔碳材料、装置和用途的优选特征在其它类目的实施方案中也优选——如果所述其它类目涉及相同或类似的项目或实体。
孔隙结构
优选的孔隙结构是选自孔隙率、孔尺寸分布、总孔隙体积和几何孔隙结构的一种，或其中至少两种的组合。
反应区
优选的反应区是至少一个火焰。优选的火焰是燃烧器的火焰。
附聚
优选地，根据本发明的方法的工艺步骤b)进一步包含第一许多粒子的粒子的附聚，由此作为一次粒子的附聚物获得二次粒子。术语第一许多粒子在本文中用于一次粒子以及用于优选通过附聚形成的二次粒子。
烧结
模板优选部分烧结，这意味着模板不是整体烧结。因此，优选不获得具有尽可能最低孔隙率的密实材料。
尺寸比
粒子的尺寸比是粒子的长度与其厚度的比率。粒子的长度是粒子的最长尺寸之长。粒子的长度沿第一笛卡尔方向(Cartesian direction)延伸。粒子的宽度沿第二笛卡尔方向延伸，其中宽度是垂直于长度的粒子最长尺寸之长。因此，宽度等于或小于粒子的长度。粒子的厚度沿第三笛卡尔方向延伸，其中厚度等于或小于粒子的宽度。因此，长度、宽度和厚度在互相垂直的方向上测量，其中长度等于或大于宽度，宽度等于或大于厚度。如果粒子的宽度和厚度与粒子长度不相差大于20％，优选不大于10％，更优选不大于5％，粒子被称作球形。如果粒子长度为粒子宽度的至少2倍，优选至少3倍和粒子厚度的至少2倍，优选至少3倍，粒子被称作杆。如果粒子厚度为粒子长度的不大于60％，优选不大于50％，更优选不大于 30％和粒子宽度的不大于60％，优选不大于50％，更优选不大于30％，粒子被称作薄片。
电化学装置
优选的电化学装置是电池组或燃料电池或两者。优选的电池组是可充电电池或二次电池或两者。优选的二次电池是锂离子电池。一种优选的锂离子电池是选自锂聚合物电池、钛酸锂电池、锂锰电池、磷酸铁锂电池、锂钴氧化物电池、锂-钴-镍-锰-氧化物电池、锂-钴-锰-镍-铝-氧化物电池(所有组合Ni Al Co Mn)、锂硫电池和锂空气电池的一种，或其中至少两种的组合。另一优选的锂离子电池在含Li的电极中包含选自Ni、Al、Co和 Mn的一种或其中至少两种的组合。
试验方法
在本发明中使用下列试验方法。在不存在试验方法的情况下，采用最接近本申请的最早提交日期的待测量特征的ISO试验方法。在不存在独特测量条件的情况下，采用标准环境温度和压力(SATP)，如298.15K(25℃、 77℉)的温度和100kPa(14.504psi、0.986atm)的绝对压力。
堆积密度
堆积密度测量根据DIN ISO 697(1984)进行。
骨架密度(Skeletaldensity)(也称作材料密度或backbone density)
骨架密度测量根据DIN 66137-2进行。将0.49克至0.51克粉末样品称入样品池并在测量前在真空下在200℃下干燥1小时。干燥后的质量用于计算。来自Themo FisherScientific,Inc.的Pycnomatic ATC Helium Pycnometer用于该测量，使用“小”样品体积和“小”参考体积。使用具有大约3cm3的已知体积的“超小”球体每月校准该比重瓶。根据DIN标准和该装置的SOP，使用纯度4.6的氦气、在20.00℃的温度和大约2巴的气压下进行测量。
汞孔隙率法(孔尺寸和孔隙体积)
通过汞孔隙率法测量不同孔尺寸的比孔容、累积孔隙体积和孔隙率。根据ISO15901-1(2005)进行汞孔隙率法分析。用具有140.2nm的峰孔直径和924.4mm3/g的孔隙体积的多孔玻璃球(来自BAM的ERM-FD122参考材料)校准Thermo Fisher ScientificPASCAL 140(高至4巴的低压)和 PASCAL 440(最多4000巴的高压)和SOLID Version 1.6.3(26.11.2015)软件 (都来自Thermo Fisher Scientific.Inc.)。在测量过程中连续提高或降低压力并通过以PASCAL模式运行的仪器自动控制，对于压入将速度设定为8，对于压出设定为9。使用Washburn法进行评估并对实际温度校正Hg的密度。表面张力的值为0.48N/m且接触角为140°。样品量为大约25至80 毫克。在开始测量前将样品在真空中加热至150℃ 1小时。
BET-SSA/比表面积和BJH-BET(孔尺寸、孔隙体积)
根据DIN ISO 9277:2010进行BET测量以测定粒子的比表面积 (BET-SSA)。根据SMART方法(Sorption Method with Adaptive dosing Rate)工作的NOVA3000(来自Quantachrome)用于该测量。作为参考材料，使用Quantachrome Alumina SARM CatalogNo.2001(在多点BET法中 13.92m2/g)和可获自Quantachrome的SARM Catalog No.2004(在多点BET法中214.15m2/g)。将填充棒添加到参考和样品试管中以降低死体积。将试管安装在BET装置上。测定氮气的饱和蒸气压(N2 4.0)。将样品以完全填满带有填充棒的试管并产生最低死体积的量称入玻璃试管。样品在真空下在200℃下保持1小时以将其干燥。在冷却后，记录样品重量。将含有样品的玻璃试管安装在测量装置上。为了将样品脱气，在不将材料吸入泵直至10毫巴的最终压力的所选泵送速度下抽空。
脱气后的样品质量用于计算。对于数据分析，使用NovaWin 11.04软件。进行具有5个测量点的多点分析并且所得比表面积(BET-SSA)以m2/g 给出。在测量前使用氦气(He4.6，湿度30ppmv)测定各样品池的死体积一次。使用液氮浴将玻璃试管冷却至77K。对于吸附，在77K下具有0.162 nm2的分子横截面积的N2 4.0用于该计算。
由借助根据ISO15901-2的BJH孔尺寸模型在大于0.35的相对压力下的解吸等温线推导介孔孔尺寸分布和介孔体积(BET-BJH)。
根据ISO15901-3:2007使用经验t图法(empirical t-plot methodology) 区分在大于0.1的相对压力下来自微孔和其余孔隙的贡献(即介孔孔隙率、大孔孔隙率和外表面积贡献)和计算微孔表面积和微孔体积。选择低压等温线数据点直至截止p/p0，通常选择直至0.1p/p0以测定该t图的线性区(linear section)。通过获得正C常数验证数据点选择。由纵坐标截距测定微孔体积。可由t图的斜率计算微孔比表面积。
振实密度
振实密度根据DIN EN ISO 787-11(1995)测量。
长宽比/粒子尺寸
根据ISO 9276-1、ISO 9276-6和ISO13320，使用QICPIC-图像分析系统(SympatecGmbH System-Partikel-Technik Germany)分析粒子的形态和形式。用连向QICPIC的RODOS/L(0.50 63.0mm)装置使用加压空气进行粒子的干法分散。将测量区设定为M6，其涵盖直径大约5至1705μm 的粒子。另外的参数是：图像频率＝450Hz、传送速率VIBRI＝20％、漏斗高度＝2mm、分散管的内径＝4mm、压力1巴。测定EQPC(具有与粒子的投影面积相同的面积的圆的直径)、FERET_MIN(粒子的最小直径或宽度)和FERET_MAX(粒子的最大直径或宽度)。根据公式FERET_MIN /FERET_MAX计算长宽比。使用样品的FERET_MAX和FERET_MIN 分布的x50值计算长宽比。
粒度分布
激光衍射(D10、D50、D90):
对于粒子的粒度测定，根据ISO Standard 13320使用激光衍射法。配有He-Ne激光器(波长632.8nm，最大功率4mW)和蓝光LED(波长470 nm，最大功率10mW)和湿分散装置(Hydro MV)的来自Malvern的 Mastersizer 3000用于在23℃的环境温度下进行的测量。使用异丙醇和去离子水的混合物(50％/50％)作为测量介质。该混合物在分散装置中使用内置搅拌器在3500rpm下脱气并在最大功率下超声处理10秒。作为在100％异丙醇中的浓缩分散体(40mL)制备样品材料。材料量足以在超声指 (ultrasonic finger)混合30秒后产生均匀混合物。用吸移管将样品逐滴添加到分散装置中直至遮光值(obscuration value)在3-7％之间。使用Malvern 软件Mastersizer 3000Software 3.30和形状因数1测定D10、D50和D90(体积基)的值。Fraunhofer理论用于粒子>10μm的样品，且Mie理论用于粒子<10μm的材料。
筛析(粒度大于315μm的重量分数):
用配有来自Haver und(HAVER&BOECKER OHG)的具有 315μm开孔的筛的Air Jet RHEWUM LPS 200MC筛分机(RHEWUM GmbH)，用筛小心进行粒度大于315μm的粒子的重量分数的筛析。
杂质含量
类似于DIN EN ISO 11885通过电感耦合等离子体光发射光谱法 (ICP-OES)进行多孔碳材料的杂质含量。在测量前，将多孔碳样品灰化并消化以在灰分消化后没有留下固体残渣。这种灰化和消化法可购自分析服务提供商Wolfener Analytik GmbH，Bitterfeld-Wolfen,Germany，根据作为22/04/2015的“Totalaufschluss-Veraschung”记载的试验方法。每次分析使用大约50克多孔碳材料。三次分析的平均杂质值以重量ppm(mg/kg) 报道。
实施例
现在通过作为实例给出实施例和附图更详细解释但不限制本发明。如果没有另行给出，例如通过提供比例尺，附图不按比例。
本发明的多孔碳产品的生产
在如图9中所示的装置中获得多孔碳产品。沉积和脱除步骤如下图3 中所述。在此，将氧气、氢气、氮气和八甲基四环硅烷(OMCTS)供入燃烧器以获得明亮的浅白色火焰。下面描述步骤
1.二氧化硅层沉积和任选热处理以使二氧化硅材料致密化
2.用碳源浸渍
3.碳化和
4.尺寸缩减
5.模板脱除
1.二氧化硅层沉积和任选热处理
在本发明的方法的第一步骤的第一实施例中，通过包含氢气、氧气、氮气和OMCTS的进料在燃烧器中的燃烧(获得垂直于基底表面的明亮白色火焰)将二氧化硅材料沉积到不锈钢圆筒上。在1.5m/min的圆筒切向速度下，实现45μm的原始多孔二氧化硅层的层厚度。该原始层的BET SSA 为50m2/g。
使用氢氧焰(其与基底表面的垂直线呈20°角以使其方向对着基底表面的运动方向并在圆筒旋转方向上安置在第一火焰后的圆筒一周的1/4处)以 30mm的燃烧器-基底距离将沉积的二氧化硅层致密化和烧结至25μm的最终层厚度，33m2/g的BET-SSA。
借助氧化铝刀片从圆筒上剥离致密化的二氧化硅层并随后转移到以与圆筒的切向速度相同的速度运动的不锈钢传送带上。在与不锈钢带热平衡后，达到大约400℃的层和带的温度，来自二氧化硅沉积和退火的工艺热再用于下一工艺步骤。
在本发明的方法的第一步骤的第二实施例中，将二氧化硅材料沉积到围绕不锈钢水冷圆筒的高温奥氏体不锈钢带上。通过包含氢气、氧气、氮气和OMCTS的进料在燃烧器中的燃烧，获得垂直于基底表面的明亮白色火焰。在1.5m/min的带线性速度下，实现45μm的原始多孔二氧化硅层的层厚度。该原始层的BET SSA为101m2/g。
在沉积后立即将带有二氧化硅层的带进给经过传送带炉，在此通过在 1150℃的温度下退火60分钟将该层致密化，以产生62m2/g的BET-SSA。随后，在离开该炉后，该层在带上冷却至大约400℃，并将该带进给到下一工艺步骤中。
在本发明的方法的第一步骤的第三实施例中，将二氧化硅材料沉积到抛光Al2O3圆筒上。通过包含氢气、氧气、氮气和OMCTS的进料在燃烧器中的燃烧，获得垂直于基底表面的明亮白色火焰。该火焰将圆筒加热到 1300℃的基底温度。这产生具有22μm的厚度和35m2/g的BET-SSA的二氧化硅层
借助氧化铝刀片从圆筒上剥离二氧化硅层并随后转移到以与圆筒的切向速度相同的速度运动的不锈钢传送带上。在与不锈钢带热平衡后，达到450℃的层和带的温度，来自二氧化硅沉积和退火的工艺热再用于下一工艺步骤。
对比二氧化硅产品的生产
通过如本发明的实施例的方法获得多孔二氧化硅产品，只是在沉积后立即从基底表面脱除多孔二氧化硅材料并且所有进一步的步骤分批进行。脱除的二氧化硅在1200℃的温度下热处理60分钟以改造孔隙结构。此后，将改造的二氧化硅的尺寸缩减成最大尺寸平均值为5mm且最小尺寸平均值为35μm的薄片。在该最小尺寸下，这相当于1-3个层厚度。
2.用碳源浸渍
在本发明的实施例中，将煤焦油沥青(可获自Rütgers的Carbores P15，具有320至350℃的软化点)均匀施加到仍在基底表面上的多孔二氧化硅材料的表面。选择每单位面积基底表面的煤焦油沥青量以使煤焦油沥青:多孔氧化硅的重量比为1:2。使多孔二氧化硅材料的温度保持在350℃的温度以使煤焦油沥青熔融并浸渍多孔二氧化硅材料的孔隙。
在对比例中，脱除的多孔二氧化硅材料首先通过研磨缩减尺寸以产生具有20μm的厚度和500μm的平面中的伸长的薄片。然后将模板的薄片与P15粉末以2份二氧化硅/1份P15粉末的重量比混合。将该混合物的温度提高到350℃以使煤焦油沥青熔融并浸渍多孔硅材料的孔隙。
也可通过用在80℃下制备的具有66重量％蔗糖含量的蔗糖水溶液替代上述沥青来进行浸渍。
3.碳化
在渗透过程后，将温度进一步提高到700℃。在碳化结束后，获得含有在其内侧(在孔隙内)和外侧被多孔碳涂布的多孔SiO2粒子的复合体。碳孔隙的至少70体积％是具有10至150nm的孔尺寸的介孔。为渗透/浸渍和碳化进行的加热图显示在图5中。
4.复合体/前体的尺寸缩减
在本发明的实施例中，借助氧化铝刀片从基底上剥离复合体。由于层形状，只需要通过在不锈钢圆筒之间压缩而轻微粉碎以形成具有d10为25 μm且d90为500μm的粒度的所需复合体粒子。
在对比例中，复合体是强烈附聚的三维物料，其需要首先用辊式破碎机破碎成较小碎片，以产生d10为1mm且d90为20mm的粒度。此后其借助锤磨机(Alpine Type 63/50HA，Sieve 6mm圆孔，旋转速度12％，处理量100kg/h，PEK过滤器20m2，针毡(needle-felt)，风扇90％)进一步缩减尺寸。由此获得复合体粒子以d10为25μm且d90为350μm的粒度为特征。
5.模板的脱除
通过将该复合体引入HF浴，从复合粒子中脱除SiO2模板材料。在通过浸蚀(etching)脱除SiO2粒子后，剩余材料用水冲洗，干燥并缩减尺寸以获得多孔碳薄片。多孔碳的结构基本是原始模板材料的负像。该碳材料包含出自模板材料脱除的孔隙，以及出自模板的二次附聚结构的孔隙。在之前是模板的一次粒子之处，在碳材料中存在介孔；在之前是二次模板粒子之间的烧结颈(sintering neck)之处，大孔通道将碳材料的介孔区互连。该碳材料被称为具有分级孔隙结构。互连通道(大孔)的网络贯穿含介孔的碳材料。
粒度分布和孔尺寸分布的宽度
使用试验方法(对于孔尺寸为10至10000nm的孔隙)测定来自本发明的实施例和来自对比例的多孔碳产品的粒度分布和孔尺寸分布。在每种情况下通过2次测量测定分布宽度。首先，作为d10和d90之差测定宽度。其次，作为代表在主峰处的至少10％体积贡献频率(volume contribution frequency)的围绕主峰的范围的宽度测定宽度。结果显示在表1和表2中。
表1–粒度分布
表2–孔尺寸分布
在表中可以看出，本发明的设置有利于更好调节粒度分布和孔尺寸分布并能在每种情况下实现分布。
杂质含量
使用试验方法测定来自本发明的实施例和来自对比例的多孔碳产品的铁、铬、锰、钴和镍杂质含量的金属基(metals base)。
表3–杂质含量(金属基)
在该表中可以看出，本发明的设置促进多孔碳产品中的较低杂质含量。
借助本发明的连续设置，可以减少会引入杂质的多个机械加工步骤(例如来自研磨/破碎/压碎工具的铁)。在对比分批法中，需要最多四个粉碎步骤，而对于连续法，可将粉碎步骤数减至2。例如在锂离子电池中使用该产品时，降低的杂质含量带来较高循环寿命和日历寿命和降低的缺陷率。
附图说明
1 根据本发明的生产多孔碳产品的方法的流程图；
2 用于实施二氧化硅沉积的装置的横截面图；
3 用于实施根据本发明的方法的装置的横截面图；
4a) 根据本发明的多孔二氧化硅材料的横截面的示意视图；
4b) 包含多孔二氧化硅材料和碳源的前体的横截面的示意视图；
5 显示在工艺步骤c)和d)中施加的加热分布的图；
6 根据本发明的多孔碳材料的SEM记录；
7a) 显示根据本发明的方法的多孔二氧化硅材料的孔隙结构的图；
7b) 显示图7a)的多孔二氧化硅材料的孔隙结构的图；和
8 进一步图解根据本发明的方法的流程图；
9 用于制备多孔碳产品的连续带法的示意图。
图1显示根据本发明的生产多孔碳材料的方法100的流程图。方法100 包含将氧气、氢气和八甲基环四硅氧烷(OMCTS)的进料组合物供入火焰水解燃烧器304的火焰305的工艺步骤101。在工艺步骤102中，通过水解反应，该进料组合物在火焰305中反应成许多SiO2一次粒子601。所述一次粒子601附聚形成二次粒子602。在工艺步骤103中这些二次粒子602 沉积在基底301的基底表面302上。由此，获得一层形式的多孔二氧化硅材料309。通过在900℃下加热403改造多孔二氧化硅材料的孔隙结构代表方法100的工艺步骤104。在加热至900℃后，将多孔二氧化硅材料冷却到350℃的温度。
在步骤105中，用中间相沥青形式的碳源606浸渍模板。在此，将中间相沥青粒子施加到仍在基底表面上的模板的表面。由于多孔二氧化硅材料中存在的余热，该中间相沥青熔融。熔融的沥青渗透模板孔隙。在工艺步骤106中将该混合物加热到大约650℃的较高温度以将沥青碳化。由此，获得包含碳和模板的前体。在工艺步骤107中，从基底表面302剥离和脱除该前体。在工艺步骤108中，通过在HF浴中浸蚀从该前体中脱除模板。随后，获得多孔碳产品。
从基底表面脱除材料的步骤可能在更早阶段进行，例如在步骤105中用碳源浸渍后，或甚至在步骤108中脱除模板后。
图2显示用于实施根据本发明的生产多孔二氧化硅材料309的方法 100的工艺步骤(101)至(103)的装置的横截面图。该装置包含基底301，其是由氧化铝制成的管301。沿着管301布置一排火焰水解燃烧器304。所述火焰水解燃烧器304布置在单个燃烧器进料块(feed block)306上。所述燃料器进料块306在平行于管301的纵轴303的方向308上在两个转折点之间周期性地前后运动。此外，燃烧器进料块306可在垂直于纵轴303的方向307上移动。火焰水解燃烧器304由熔融氧化硅制成。两个相邻火焰水解燃烧器304之间的距离为15cm。各火焰水解燃烧器304朝基底表面302 产生火焰305。所述火焰305形成用于水解反应的反应区305。借助火焰水解燃烧器304，将SiO2烟灰粒子沉积在基底表面302上。在此，在火焰305 中形成纳米级直径的一次粒子601。所述一次粒子601朝基底表面302运动，其中一次粒子601附聚形成大致球形的二次粒子602。由于附聚的无规性质，二次粒子602包含不同数量的一次粒子601并因此表现出相当宽的二次粒子粒度分布。在二次粒子602内，在一次粒子601之间存在相当小的空腔和孔隙(纳米级)。所述空腔和孔隙被称作介孔。在二次粒子602 之间存在具有大约400至1000nm的间隙的大孔。在沉积过程中，管301 如图2中的箭头所示围绕其纵轴303旋转。供入火焰水解燃烧器304的进料组合物包含氧气、氢气和八甲基环四硅氧烷(OMCTS)。燃烧器进料块 306的周期性前后运动的幅度是火焰水解燃烧器304的两个距离(30cm)。在基底表面302上沉积SiO2烟灰粒子的同时，基底表面302具有大约 1200℃的温度。通过上述烟灰沉积过程，获得多孔二氧化硅材料309的管 (烟灰管)。所述烟灰管具有3m的长度、400mm的外径和50mm的内径。在烟灰管的形成过程中温度保持相对较低时，多孔二氧化硅材料309以熔融氧化硅密度(2.21g/cm3)的22％的平均相对密度为特征。
图3显示用于实施根据本发明的方法100的装置的横截面图。该装置包含圆筒301形式的基底301，其围绕纵轴303旋转。圆筒301由不锈钢体构成。圆筒301具有30cm的外径和50cm的长度。在作为圆筒301的侧面的基底表面302上，沉积一层SiO2多孔二氧化硅材料309。为了获得多孔二氧化硅材料309，使用火焰水解燃烧器304。所述火焰水解燃烧器 304沿平行于圆筒301的纵轴303的方向成排布置。火焰水解燃烧器304 布置在单个燃烧器进料块306上。所述燃料器进料块306实施平行于纵轴 303的周期性前后运动。供入火焰水解燃烧器304的进料组合物包含氧气、氢气和八甲基环四硅氧烷(OMCTS)。由于水解反应，在由朝向基底表面 302的火焰水解燃烧器304的火焰形成的反应区中形成一次粒子601。纳米级直径的所述一次粒子601朝基底表面302运动，其中一次粒子601附聚形成大致球形的二次粒子602。由于附聚的无规性质，二次粒子602包含不同数量的一次粒子601并因此表现出相当宽的二次粒子粒度分布。在二次粒子602内，在一次粒子601之间存在相当小的空腔和孔隙(纳米级)。所述空腔和孔隙被称作介孔。在二次粒子602之间存在具有大约400至 1000nm的间隙的大孔。通过二次SiO2粒子沉积在基底表面309上形成的多孔二氧化硅材料309以大约100m2/g的根据BET的比表面积为特征。所述多孔二氧化硅材料309在基底表面302上形成恒定厚度的光滑层。调节圆筒301的切向速度和沉积速率以使多孔二氧化硅材料层309具有40cm的长度和大约35μm的厚度。所述厚度放大显示在图3中。朝向基底 301的火焰水解燃烧器304导致多孔二氧化硅材料层的外表面在上述烟灰沉积过程中具有大约1200℃的温度。火焰水解燃烧器304的这种加热操作导致基底表面302上的二次粒子602的部分预烧结。由此，二次粒子602 形成将各二次粒子与其它二次粒子互连的烧结颈603，由此形成多孔二氧化硅材料层。该多孔二氧化硅材料层以熔融氧化硅密度(2.21g/cm3)的22％的平均相对密度为特征。随后，在点1203使碳源与多孔二氧化硅材料接触，然后浸渍的多孔二氧化硅材料层(前体)经受鼓风机401的作用。鼓风机401 在面向基底表面302的前体层的侧面上传送空气料流402。由于空气料流 402，也称作气刀402，从基底表面302剥离和脱除前体309。随后，脱除的前体403经传送辊传送到尺寸缩减区。通过屏障405将所述尺寸缩减区与上述装置分开。所述屏障405是具有开口的墙壁，脱除的前体材料403 经该开口传送。在尺寸缩减区中，脱除的多孔二氧化硅材料403在以相反方向旋转的两个旋转辊406之间粉碎。为此，将脱除层形式的脱除前体材料403供入旋转辊406之间的间隙。所述间隙的宽度等于脱除的多孔二氧化硅材料层的厚度。旋转辊的表面包含分别在旋转辊406的纵向上取向的轮廓。通过旋转辊406的作用，将前体403缩减尺寸成大致相同尺寸的非球形粒子。非球形粒子，优选薄片的厚度为大约45μm。将粒子供入炉室 407以将碳源碳化，随后通过浸蚀脱除模板以获得多孔碳产品。
在另一些变体中，在用碳源浸渍之前，该多孔二氧化硅可进一步处理，优选热处理。
图4a)显示根据本发明的多孔二氧化硅材料309的横截面的示意视图。该多孔二氧化硅材料包含一次粒子601，其附聚成二次粒子602。所述二次粒子602通过烧结颈603互相连接。如上所述在图3的基底表面302上获得所述多孔材料309。
图4b)显示包含模板309和碳源606的前体的横截面的示意视图。
图5是显示使用煤焦油沥青碳源生产多孔产品的根据本发明的另一方法100的工艺步骤c)和d)中施加的加热分布的图。在此，经过以分钟计的时间t，显示以℃计的温度T。保持300℃至400℃的温度Ta以允许熔融煤焦油沥青浸渍多孔二氧化硅材料。保持大约600℃的温度以使碳源碳化。
图6显示根据本发明的多孔碳材料800的SEM记录。可以看见多孔碳材料800的内部结构。所述内部结构包含许多不同尺寸的互连孔隙和空腔。海绵状碳体表现出相当细的介孔801。所述海绵状体被更大的大孔802 贯穿，其在不同的含介孔区域之间形成通道。根据BET的比表面积为大约 450m2/g。
图7a)是显示根据本发明的方法100的多孔二氧化硅材料403的孔隙结构的图。该图的左侧提供以基于脱除的多孔二氧化硅材料403的总孔隙体积的％计的孔隙体积。该图中的条柱显示不同孔直径的孔隙体积。该图的右侧提供脱除的多孔二氧化硅材料403的以cm3/g计的累积孔隙体积。该曲线图显示不同孔直径的累积孔隙体积的值。
图7b)是显示在热处理后获得的多孔二氧化硅材料的孔隙结构的图。该图的左侧提供以基于多孔二氧化硅材料的总孔隙体积的％计的孔隙体积。该图中的条柱显示不同孔直径的孔隙体积。该图的右侧提供改造的多孔二氧化硅材料的以cm3/g计的累积孔隙体积。该曲线图显示不同孔直径的累积孔隙体积的值。比较图7a)和7b)，可以看出，该多孔二氧化硅材料具有比脱除的多孔二氧化硅材料403窄的孔尺寸分布。此外，该多孔二氧化硅材料的孔尺寸分布仅含一个峰，而脱除的多孔二氧化硅材料的孔尺寸分布包含至少3个峰。
图8显示进一步图解根据本发明的方法100的流程图。在方法100的工艺步骤a)101中供入反应区305的进料组合物包含前体1001。前体1001 是OMCTS且该进料组合物进一步包含氧气和氢气。通过前体1001的热分解1002(其在此情况下是水解反应)，在工艺步骤b)102中获得许多一次粒子601。所述一次粒子601是氧化硅粒子。此外，所述一次粒子601附聚(附聚1003)，由此形成二次粒子602，也称作附聚物602。术语第一许多粒子在本发明中用作统称术语，其包含一次粒子601以及二次粒子602。在工艺步骤c)103中二次粒子602沉积在基底301的基底表面302上。在基底表面302上，二次粒子602部分烧结(烧结1004)。由此，形成将二次粒子602互相连接的烧结颈603。随后或在时间上重叠，在基底表面302 上作为一层形成SiO2的多孔二氧化硅材料309(成层1005)。其它工艺步骤描述在图1和3中。
图9显示用于制备多孔碳产品的带装置。在位置1202在带上沉积二氧化硅粒子以在带上获得多孔二氧化硅材料。然后在位置1203在该模板仍在带上的同时用碳源浸渍该多孔二氧化硅材料(模板)以获得前体。然后在位置1204在仍在带上的同时加热该前体以将碳源碳化。在位置1206，从前体中脱除模板以留下多孔碳材料。最后，在位置1205，通过气刀从带上脱除多孔碳产品。在另一些变体中，可包括进一步的步骤，如多孔二氧化硅材料或多孔碳材料的进一步热处理，并且更多或更少的步骤可在带上进行。例如，从前体中脱除模板以获得多孔碳产品的步骤可以不在带上进行。
也可以在沉积1202和用碳源浸渍1203后进行多孔二氧化硅材料的热处理。
标号列表
100 根据本发明的生产多孔产品的方法
101 工艺步骤101
102 工艺步骤102
103 工艺步骤103
104 工艺步骤104
105 工艺步骤105
106 工艺步骤106
107 工艺步骤107
108 工艺步骤108
301 基底/管/圆筒
302 基底表面
303 纵轴
304 反应燃烧器/火焰水解燃烧器
305 反应区/火焰
306 燃烧器进料块
307 垂直于纵轴的方向
308 平行于纵轴的方向
309 多孔二氧化硅材料/模板
401 鼓风机
402 空气料流/气刀
403 脱除的前体
404 传送辊
405 屏障
406 旋转辊
407 炉室
601 一次粒子
602 二次粒子/附聚物
603 烧结颈
604 模板的大孔
605 含碳源和模板的前体
606 碳源
800 多孔碳材料
801 介孔
802 多孔碳产品的大孔
1001 前体
1002 热分解
1003 附聚
1004 烧结
1005 成层

Claims (15)

1.一种生产多孔碳产品的方法，其包含以下工艺步骤：
a)提供基底表面；
b)将二氧化硅作为层沉积在基底表面上，由此获得多孔二氧化硅材料；
c)使基底表面上的多孔二氧化硅材料与第一碳源接触，由此获得包含多孔二氧化硅材料和第一碳源的第一前体；
d)加热第一前体，由此获得包含多孔二氧化硅材料和碳的第二前体；和
e)至少部分脱除第二前体中的二氧化硅，由此获得所述多孔碳产品。
2.根据权利要求1的方法，其中满足一个或多个下列标准：
a.步骤b)中的沉积在沉积位置进行，其中所述沉积位置和所述基底表面可相对于彼此运动；
b.步骤c)中的接触在接触位置进行，其中所述接触位置和所述基底表面可相对于彼此运动；
c.步骤d)中的加热在加热位置进行，其中所述加热位置和所述基底表面可相对于彼此运动；
d.步骤e)中的所述至少部分脱除在脱除位置进行，其中所述脱除位置和所述基底表面可相对于彼此运动。
3.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述二氧化硅层在步骤b)中在不多于20个层中沉积。
4.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述方法是连续方法。
5.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述基底表面是选自下列的一种或两种：
a.带的表面；
b.刚性体的表面。
6.根据前述权利要求任一项的方法(100)，其包含粉碎下列之一的步骤：
a.第一前体；
b.第二前体；
c.多孔碳产品。
7.根据前述权利要求任一项的方法，其中在两个或更多个分开的位置沉积二氧化硅。
8.可通过根据前述权利要求之一的方法获得的多孔碳产品。
9.一种多孔碳产品，其满足一个或多个下列标准：
A)1.5至2.3g/cm3的材料密度；
B)0.2至1.2g/cm3的堆积密度；
C)0.4至0.9的孔隙率；
D)20至800m2/g的根据BET-SSA的总比表面积；
E)0至400m2/g的通过BET-BJH测定的孔直径小于2nm的孔隙的比表面积；
F)在10至10000nm之间通过压汞法测定的孔尺寸分布的特征在于
a.20至100nm的D10，
b.50至1000nm的D50，和
c.2000至9000nm的D90；
G)0.2至2.50cm3/g的具有10至100nm的孔直径的孔隙的累积孔隙体积；
H)0.2至2.50cm3/g的具有大于100nm和最多1000nm的孔直径的孔隙的累积孔隙体积；和
I)0.01至1.00cm3/g的具有大于1000nm和最多10000nm的孔直径的孔隙的累积孔隙体积。
10.一种多孔碳产品，其满足一个或多个下列标准：
A)1.5至2.3g/cm3的材料密度；
B)0.2至1.2g/cm3的堆积密度；
C)0.4至0.9的孔隙率；
D)20至120m2/g的根据BET-SSA的总比表面积(这一范围应基于对于沥青的优选值50)；
E)0至50m2/g的通过BET-BJH测定的孔直径小于2nm的孔隙的比表面积；
F)在10至10000nm之间通过压汞法测定的孔尺寸分布的特征在于
d.20至100nm的D10，
e.200至1000nm的D50，和
f.2000至9000nm的D90；
G)0.20至0.40cm3/g的具有10至100nm的孔直径的孔隙的累积孔隙体积；
H)0.20至0.50cm3/g的具有大于100nm和最多1000nm的孔直径的孔隙的累积孔隙体积；和
I)0.01至1.00cm3/g的具有大于1000nm和最多10000nm的孔直径的孔隙的累积孔隙体积。
11.根据权利要求8至10任一项的多孔碳产品，其中所述多孔碳产品是包含许多孔隙的单块碳体，其具有：
a.如通过汞孔隙率法测得，具有大于50至1000nm的孔尺寸的孔隙的体积P1；
b.如通过汞孔隙率法测得，具有10至50nm的孔尺寸的孔隙的体积P2；
c.如通过BJH-BET测得，具有大于0至6nm的孔尺寸的孔隙的体积P3；
d.如通过BJH-BET测得，具有2nm或更小孔尺寸的孔隙的体积P4；
e.如通过BJH-BET测得，具有0至小于10nm的孔尺寸的孔隙的体积P5；
f.总体积PS＝P1+P2+P5；
其中满足一个或多个下列标准：
i.P1为0.1至2.5cm3/g；
ii.P1/PS为至少0.1，
iii.P2为0.01至1cm3/g；
iv.P4小于0.1cm3/g；
v.P3为0至0.5cm3/g；
vi.P2/PS为0.01至0.5，
vii.P1/PS为至少0.65，P2/PS为0.02至0.25，且P3/PS小于0.10
viii.P3/P2为0至0.2；
ix.P3/P2为0.3至0.7。
12.根据权利要求8至10任一项的多孔碳产品，其中所述多孔碳产品是包含许多孔隙的单块碳体，其具有：
a.如通过汞孔隙率法测得，具有大于50至1000nm的孔尺寸的孔隙的体积P1；
b.如通过汞孔隙率法测得，具有10至50nm的孔尺寸的孔隙的体积P2；
c.如通过BJH-BET测得，具有大于0至6nm的孔尺寸的孔隙的体积P3；
d.如通过BJH-BET测得，具有2nm或更小孔尺寸的孔隙的体积P4；
e.如通过BJH-BET测得，具有0至小于10nm的孔尺寸的孔隙的体积P5；
f.总体积PS＝P1+P2+P5；
其中满足一个或多个下列标准：
i.P1为0.1至10cm3/g；
ii.P1/PS为至少0.1，
iii.P2为0.01至1cm3/g；
iv.P4小于0.1cm3/g；
v.P3为0至0.5cm3/g；
vi.P2/PS为0.01至0.5，
vii.P1/PS为至少0.65，P2/PS为0.02至0.25，且P3/PS小于0.10
viii.P3/P2为0至0.2；
ix.P3/P2为0.3至0.7。
13.根据权利要求8至12任一项的多孔碳产品，其具有小于50重量ppm的Fe含量。
14.包含根据权利要求8至13之一的多孔碳产品的装置。
15.根据权利要求8至13之一的多孔碳产品在电极中的用途。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111146430A (zh) * 2020-02-10 2020-05-12 马鞍山科达普锐能源科技有限公司 一种锂离子电池用多孔核壳结构硅碳负极材料的及其制备方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3733598A1 (en) * 2019-04-30 2020-11-04 Heraeus Battery Technology GmbH A formulation comprising a graphitizable and a non-graphitizable carbon source
JP6931808B1 (ja) * 2019-12-12 2021-09-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 燃料電池用の電極触媒、燃料電池の電極触媒層、膜／電極接合体および燃料電池
CN111170296B (zh) * 2020-03-30 2022-07-15 天津大学 一种利用低温等离子体碳化单糖制备碳球的方法
WO2022093989A1 (en) * 2020-10-27 2022-05-05 Mchref Yehia Methods and systems for isomeric separation using mesoporous graphitized carbon

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050260118A1 (en) * 2004-05-20 2005-11-24 Yunfeng Lu Mesoporous carbon films and methods of preparation thereof
CN102712545A (zh) * 2010-01-27 2012-10-03 赫罗伊斯石英玻璃股份有限两合公司 多孔碳制品及其生产方法
CN103168002A (zh) * 2010-10-25 2013-06-19 赫罗伊斯石英玻璃股份有限两合公司 多孔碳产品、其制造方法及其应用
CN103415492A (zh) * 2011-03-04 2013-11-27 赫罗伊斯石英玻璃股份有限两合公司 多孔碳产品及其用途
CN105531241A (zh) * 2013-09-20 2016-04-27 赫罗伊斯石英玻璃股份有限两合公司 制造多孔碳产品的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6514454B1 (en) 1998-10-07 2003-02-04 Yazaki Corporation Sol-gel process using porous mold
CA2353392C (en) 1998-12-04 2010-10-05 Cabot Corporation Process for production of carbon black
JP4724877B2 (ja) * 2005-01-28 2011-07-13 独立行政法人物質・材料研究機構 炭素多孔体、炭素多孔体を製造する方法、吸着剤および生体分子素子
CN103370756B (zh) * 2010-12-28 2018-05-11 巴斯福股份公司 包含增强的电化学特性的碳材料
DE102011016468B3 (de) * 2011-04-08 2012-02-23 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Poröses Kohlenstofferzeugnis mit Schichtverbundstrucktur, Verfahren für seine Herstellung und Verwendung desselben
JP2017107856A (ja) * 2015-12-01 2017-06-15 学校法人東京理科大学 ナトリウムイオン二次電池用負極活物質、その製造方法およびナトリウムイオン二次電池

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050260118A1 (en) * 2004-05-20 2005-11-24 Yunfeng Lu Mesoporous carbon films and methods of preparation thereof
CN102712545A (zh) * 2010-01-27 2012-10-03 赫罗伊斯石英玻璃股份有限两合公司 多孔碳制品及其生产方法
CN103168002A (zh) * 2010-10-25 2013-06-19 赫罗伊斯石英玻璃股份有限两合公司 多孔碳产品、其制造方法及其应用
CN103415492A (zh) * 2011-03-04 2013-11-27 赫罗伊斯石英玻璃股份有限两合公司 多孔碳产品及其用途
CN105531241A (zh) * 2013-09-20 2016-04-27 赫罗伊斯石英玻璃股份有限两合公司 制造多孔碳产品的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHIBIN LEI ET AL.: "Fabrication of well-ordered macroporous active carbon with a microporous framework", 《J.MATER.CHEM.》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111146430A (zh) * 2020-02-10 2020-05-12 马鞍山科达普锐能源科技有限公司 一种锂离子电池用多孔核壳结构硅碳负极材料的及其制备方法

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Publication number Publication date
JP2019083189A (ja) 2019-05-30
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