[发明专利]一种无机纳米孔材料及其制备方法

权利要求书

1.一种无机纳米孔材料的制备方法，包括如下步骤：

1)配制聚甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷-b-聚苯乙烯嵌段共聚物的溶液或配制聚甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷-b-聚苯乙烯嵌段共聚物和聚苯乙烯的溶液，所述溶液经溶剂挥发得到具有规整柱状微相分离结构的嵌段共聚物自组装材料；

2)所述嵌段共聚物自组装材料中的聚甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷经水解交联反应，得到交联固化自组装材料；

3)所述自组装材料经煅烧即得所述无机纳米孔材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述聚甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷-b-聚苯乙烯嵌段共聚物是按照包括如下步骤的方法制备的：

在密闭条件下，聚甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷与苯乙烯进行扩链反应，即得到所述聚甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷-b-聚苯乙烯嵌段共聚物；

所述扩链反应的温度为50℃～150℃，时间为1～72小时；

所述聚甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷与所述苯乙烯的摩尔比为1：10～10000。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述聚甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷是按照包括如下步骤的方法制备的：

在二硫代苯甲酸异丙苯酯和偶氮二异丁腈存在的条件下，甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷经聚合反应即得所述所述聚甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述聚合反应的温度为30℃～120℃，时间为1～72小时；

所述甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、所述二硫代苯甲酸异丙苯酯与所述偶氮二异丁腈的摩尔比为10～10000：1：0.05～5。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述聚苯乙烯是按照包括如下步骤的方法制备的：

在二硫代苯甲酸异丙苯酯和偶氮二异丁腈存在的条件下，苯乙烯经聚合反应即得所述聚苯乙烯；

所述苯乙烯、所述二硫代苯甲酸异丙苯酯与所述偶氮二异丁腈的摩尔比为10～10000：1：0.05～5；

所述聚合反应的温度为50℃～150℃，时间为1～72小时。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述聚苯乙烯与所述聚甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷-b-聚苯乙烯嵌段共聚物的质量比为0～10：1，所述聚苯乙烯的添加量不为零；

所述聚苯乙烯和所述聚甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷-b-聚苯乙烯嵌段共聚物的分子量分布指数小于1.3。

7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述溶剂挥发采用下述a)或b)的方法：

a)所述溶液中的溶剂挥发后得到块体材料，然后经真空退火或在惰性气氛中退火即得；

所述退火的温度为100℃～200℃，退火时间为0～10天；

b)将所述溶液旋涂于载玻片上得到薄膜，所述薄膜经真空退火或在惰性气氛中退火即得；

所述退火的温度可为100℃～200℃，退火时间可为0～10天。

8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述水解交联反应在HCl气氛、稀酸或碱溶液中进行；

所述水解交联反应的温度为0℃～100℃，时间为6～72小时。

9.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤3)中所述煅烧采用下述ⅰ)或ⅱ)的方法：

ⅰ)将所述交联固化自组装材料置于空气气氛中进行煅烧，得到的白色固体材料即为具有纳米孔道的二氧化硅纳米孔材料；

ⅱ)将所述交联固化自组装材料置于氩气气氛中进行煅烧，得到的黑色固体材料即为具有纳米孔道的硅掺杂碳纳米孔材料。

10.权利要求1-9中任一项所述方法制备的无机纳米孔材料。