1.一种三维杂原子掺杂多孔碳材料,其特征在于,以三维含杂原子共价有机骨架HCOF‑T为前驱体,经焙烧得到三维杂原子掺杂多孔碳材料;
所述多孔碳材料的杂原子质量百分数为10‑30%;
其中,所述HCOF‑T的制备方法为:在惰性气体氛围下,将双卤素芳香杂环有机单体、含羟基芳香共轭有机单体和碱混合均匀,再加入溶剂,于150‑170℃下反应4 5小时,所得产物~经洗涤溶剂洗涤、干燥,得三维含杂原子共价有机骨架材料HCOF‑T。
2.根据权利要求1所述的三维杂原子掺杂多孔碳材料,其特征在于,所述多孔碳材料的2
比表面积为2000‑3000 m/g,平均孔径为1.8‑5.5 nm。
3.根据权利要求1或2所述的三维杂原子掺杂多孔碳材料,其特征在于,所述杂原子为氧原子,硫原子,或氧原子和硫原子;
当杂原子为氧原子和硫原子时,氧质量百分数为多孔碳材料总质量的10 22%,硫质量~百分数为多孔碳材料总质量的1.5 6%。
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4.权利要求1所述三维杂原子掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)三维含杂原子共价有机骨架的制备:在惰性气体氛围下,将双卤素芳香杂环有机单体、含羟基芳香共轭有机单体和碱混合均匀,再加入溶剂,于150‑170℃下反应4 5小时,所~得产物经洗涤溶剂洗涤、干燥,得三维含杂原子共价有机骨架材料HCOF‑T;
2)多孔碳材料的制备:以三维含杂原子共价有机骨架HCOF‑T为前驱体,与活化剂混合后,在惰性气体氛围下,在加热炉中以3 5℃/min的速率升温至700 900℃,再在该温度下保~ ~温45 60 min,得到多孔碳材料。
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5.根据权利要求4所述三维杂原子掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,所述的双卤素芳香杂环有机单体为含有两个卤素原子结构的芳香杂环有机单体;
所述的含羟基芳香共轭有机单体为含有羟基结构单元的芳香共轭有机单体。
6.根据权利要求4所述三维杂原子掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,所述溶剂为无水无氧的N,N‑二甲基乙酰胺。
7.根据权利要求4所述三维杂原子掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,洗涤溶剂选自N,N‑二甲基乙酰胺、去离子水、丙酮和二氯甲烷中的二种或三种。
8.根据权利要求4所述三维杂原子掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,所述活化剂为氢氧化钾、碳酸钾、或氯化锌。
9.一种根据权利要求1所述的三维杂原子掺杂多孔碳材料的应用,其特征在于,三维杂原子掺杂多孔碳材料作为超级电容器的电极材料。
10.根据权利要求9所述的三维杂原子掺杂多孔碳材料的应用,其特征在于,三维杂原子掺杂多孔碳材料作为超级电容器的电极材料的方法为:将多孔碳材料与炭黑混合,加入聚四氟乙烯水溶液及无水乙醇,研磨均匀后,涂到泡沫镍上,压片,然后在KOH溶液中浸泡10 12小时,得工作电极。
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