本發(fā)明涉及炭材料制備方法及其應(yīng)用，特別涉及一種中大孔炭的制備方法，由此制備的中大孔炭具有100～1000m2/g的比表面積，導(dǎo)電性好，可用于催化劑載體，還可用作電化學(xué)電容器和鋰離子電池的電極材料等。技術(shù)背景多孔炭材料指具有不同孔隙結(jié)構(gòu)的碳素材料，孔隙尺寸具有較寬的范圍，通過不同的技術(shù)手段可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于具有發(fā)達(dá)的孔隙、高比表面積、高孔容、孔徑尺寸可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)等特點(diǎn)，多孔炭材料作為一種吸附材料已廣泛應(yīng)用在水質(zhì)凈化、氣體分離、溶劑回收、脫色等領(lǐng)域，還可用于催化劑載體和鋰離子電池、超級(jí)電容器的電極材料等?；钚蕴康闹苽湟话阈枰葘⒑疾牧咸蓟?，而后采用物理活化法、化學(xué)活化法或物理-化學(xué)聯(lián)合活化法，制備出比較合適的孔隙結(jié)構(gòu)。普通活性炭微孔發(fā)達(dá)，比表面積高，但是存在中孔少、導(dǎo)電性低等缺點(diǎn)。微孔結(jié)構(gòu)不利于大分子的催化反應(yīng)，還會(huì)吸附雜質(zhì)導(dǎo)致活性降低。為了得到中孔和大孔，一般采取活化的方法，這樣需要燒掉一部分炭，導(dǎo)致材料損失。同時(shí)，當(dāng)采用化學(xué)活化時(shí)，蒸氣和飛沫對(duì)環(huán)境的污染大，活化完成時(shí)活性炭的洗滌產(chǎn)生大量廢液也會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。如CN1152546介紹了一種以煤為原料制備中孔發(fā)達(dá)的活性炭的方法，將無煙煤、肥煤和磺化煤混合、破碎、磨粉，混以煤焦油和紙漿液壓制成型、碳化、活化。模板法制備多孔炭是一種可控孔結(jié)構(gòu)的方法，得到的炭材料可以復(fù)制模板的孔隙結(jié)構(gòu)。如CN1330566C提供了一種制備規(guī)則結(jié)構(gòu)和高比表面積的多孔炭。以沸石為模板，在模板中加入含碳材料后碳化、脫模，得到多孔炭。但是這種模板法制備多孔炭需要脫出模板，不但制備步驟多、程序復(fù)雜，還要用到氫氟酸等強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，嚴(yán)重污染環(huán)境。以上方法受限于材料結(jié)構(gòu)和制備工藝而不能寬范圍的調(diào)控炭材料的孔隙結(jié)構(gòu)，特別是不能制備出孔隙在數(shù)百納米甚至微米級(jí)的孔隙。專利CN101585527A(公開號(hào))提出了碳酸鈣等納米級(jí)顆粒作為模板的制備中大孔多孔炭的方法，可以制備出大中孔炭材料。但是該方法仍需要采用鹽酸等強(qiáng)酸來洗出模板劑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種制備中大孔炭的簡便方法。不同于現(xiàn)有的碳化活化路線、模板法等方法，本發(fā)明的思路是：以具有較低殘?zhí)苛俊⑤^低分解溫度的有機(jī)材料的造孔劑添加到高殘?zhí)苛?、高分解溫度的材料中，通過控制溫度、壓制壓力和材料比例等條件，在不需活化的情況下制備得到具有合適大孔、中孔結(jié)構(gòu)的炭材料。本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)如下：一種中大孔炭的制備方法，其特征在于該方法以酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚偏氟乙烯樹脂、糠醛樹脂、聚丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂或它們的混合物作為碳源與固化劑按重量比1∶0.03～1∶0.3混合，在160～290℃加熱固化30～120min得到固化料；將固化料粉碎后，加入聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚酰亞胺樹脂作為造孔劑，固化料與造孔劑的重量比例為10∶1～10∶10；加入石墨粉、活性炭粉、活性炭纖維、納米碳管或石墨纖維作為支撐劑，支撐劑的顆粒大小控制在0.01～40μm，固化料與支撐劑的重量比例為1∶0.1～1∶1；混合后在1～50MPa壓力下壓制成厚度在0.2mm以上的預(yù)制體，將預(yù)制體放入碳化反應(yīng)室中，在氣體保護(hù)下以1～15℃/min的速率控制升溫到650～1200℃，并在升溫終點(diǎn)恒溫30～300min，冷卻到室溫，即得到中大孔炭。固化劑是六次甲基四胺、對(duì)甲苯磺酸、甲醛、苯磺酰氯、聚甲醛中一種以上物質(zhì)。保護(hù)性氣體是氮?dú)?、氦氣、氬氣、氫氣、氨氣中一種以上氣體，保護(hù)性氣體在反應(yīng)室中的線流速不小于5cm/min。固化料加熱固化的氣氛為空氣或氧氣。固化料和造孔劑的顆粒大小控制在3～80μm。碳源與固化劑的混合為直接混合、溶液溶解法或球磨混合法。固化料和造孔劑的混合為直接混合或球磨混合法。固化料和造孔劑的混合物與支撐劑混合為直接混合或球磨混合法。本發(fā)明提出的制備方法在160℃～290℃加熱固化樹脂材料，可以達(dá)到一定程度的表面氧化，降低碳化過程中顆粒的融合，增加顆粒之間的孔隙。碳化過程中，聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚酰亞胺樹脂等材料在600℃以下分解留下孔、樹脂同時(shí)發(fā)生部分融化和分解留下顆粒間的孔，更高溫度下碳化完全、電導(dǎo)率提高、孔部分收縮。造孔劑的多少、固化料和造孔劑顆粒大小影響得到的中大孔炭的孔徑大小，石墨粉等支撐劑可以一定程度上阻止碳化過程中的基體收縮，使多孔炭的孔隙結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定和加大孔徑。本發(fā)明提出的制備方法具有如下特點(diǎn)：1、方法簡單，原料經(jīng)低溫穩(wěn)定化處理后，破碎、壓制成型、碳化，即可制備出具有大孔、中孔結(jié)構(gòu)多孔炭；2、孔徑可調(diào)，只需選擇高含碳材料與造孔劑比例，通過不同的溫度、壓制壓力和材料比例，可以控制孔徑在中孔、百納米級(jí)孔和微米級(jí)孔隙范圍變化。該法生產(chǎn)的多孔具有100～1000m2/g的比表面積、0.1～100S/cm的導(dǎo)電率，可用于催化劑載體、水處理材料、氣體凈化、溶劑回收等，還可用作電化學(xué)電容器和鋰離子電池的電極材料等等。具體實(shí)施方式實(shí)施例1取10g線型酚醛樹脂和0.1g六次甲基四胺一起放入球磨罐中，在室溫下以500轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速球磨60min，使線型酚醛樹脂和六次甲基四胺完全均勻混合。將混合物置于鎳舟中，放于馬弗爐內(nèi)(空氣氛)，以10℃/min的速度加熱至160℃固化30min，得到固化料。將固化料初步破碎，用球磨機(jī)研磨12小時(shí)，得到細(xì)粉狀固化物，顆粒度在10微米左右。取聚乙烯醇縮丁醛(顆粒度50微米左右)1g、活性炭粉(顆粒度50微米左右，比表面積800m2/g，電導(dǎo)率約1S/cm)1g和粉碎的10g固化料球磨混合60m...