[发明专利]锌-苯甲酸修饰单壁碳纳米管多孔材料的合成与储存气体应用

权利要求书

1.一种锌-苯甲酸修饰单壁碳纳米管杂化多孔材料，其特征在于，该材料中锌与苯甲酸修饰单壁碳纳米管质量比为1∶4～13，BET比表面积达到1209m²/g，总孔容积为1.0901cm³/g。

2.如权利要求1所述的锌-苯甲酸修饰单壁碳纳米管杂化多孔材料的制备方法，其特征在于，以苯甲酸共价修饰的准一维单壁碳纳米管为有机连接体，以锌离子为节点，通过苯甲酸修饰的单壁碳纳米管上的羧基基团与锌离子物质的量比为1∶1～3，在溶剂热条件下配位，从而得到锌-苯甲酸修饰单壁碳纳米管杂化多孔材料。

3.如权利要求1所述的锌-苯甲酸修饰单壁碳纳米管杂化多孔材料的制备方法，其特征在于，制备过程依次如下：

1)将物质的量比为1∶2的单壁碳纳米管与对氨基苯甲酸充分混合后，加入二氯甲烷，搅拌均匀，使对氨基苯甲酸完全溶解，然后减压浓缩至干；

2)在Ar气氛下，向步骤1)中得到的产物中注入过量的亚硝酸异戊酯，在60℃反应6小时，冷却后加入N，N-二甲基甲酰胺，继续搅拌30分钟，得到的黑色产物；

3)将步骤2)中得到的黑色产物离心抽滤，分别用N，N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、丙酮洗涤至滤液无色，产品经真空干燥过夜，获得苯甲酸共价修饰的准一维单壁碳纳米管；

4)将步骤3)中得到的苯甲酸共价修饰的准一维单壁碳纳米管在N，N-二甲基甲酰胺中超声波处理3小时，超声波功率为50W；

5)将在N，N-二甲基甲酰胺中超声波处理的苯甲酸共价修饰的准一维单壁碳纳米管与Zn(NO₃)₂·6H₂O按物质的量比1∶1～3混合，室温搅拌12小时后转入密封容器，在105℃保持36～72小时后，降到室温，抽滤，用除了水的乙醚洗涤，固体经真空干燥过夜，即获得锌-苯甲酸修饰单壁碳纳米管杂化多孔材料。

4.如权利要求1所述的锌-苯甲酸修饰单壁碳纳米管杂化多孔材料的应用，其特征在于，用于捕集温室气体二氧化碳，在195K、1atm条件，该材料对CO₂的吸附量为195cm³g^-1。

5.如权利要求1所述的锌-苯甲酸修饰单壁碳纳米管杂化多孔材料的应用，其特征在于，用于储存吸附氢气，在77K、1atm条件下，该材料对氢气的吸附量达到110.1cm³/g，重量吸附量达到0.98％。

6.如权利要求1所述的锌-苯甲酸修饰单壁碳纳米管杂化多孔材料的应用，其特征在于，用于吸附储存N₂气，在77K、1atm条件下，该材料对N₂的吸附量为1085cm³g^-1。