[发明专利]一种碳基纳米带多孔材料以及制备方法与应用

权利要求书

1.一种碳基纳米带多孔材料，其特征在于，所述多孔材料以碳基纳米带为单元，一维连接成网状结构；

其中，所述多孔材料内掺有杂原子；所述多孔材料的比表面积为850～1280m²/g，孔容为0.8～1.5cm³/g；孔径为0.5nm～1μm；所述杂原子为氮杂原子或/和，硫杂原子；

制备所述碳基纳米带多孔材料的方法包括如下步骤：

1)聚合物单体与表面活性剂充分混合，加入催化剂，置于温度为1～5℃的条件下，聚合反应10～30小时，生成聚合物纳米带；所述聚合物单体选自吡咯、苯胺、3,4-乙烯二氧噻吩一种或多种；所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵；所述催化剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或多种；

2)将聚合物纳米带置于750～950℃的温度下，与活化剂进行活化反应，即得碳基纳米带多孔材料；所述活化剂选自二氧化碳、水蒸气中的一种或多种；

所述活化反应的时间为1～10小时；所述活化反应预升温的速率为2～50℃/min；所述活化反应后降温的速率为2～50℃/min。

2.一种制备权利要求1所述碳基纳米带多孔材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)聚合物单体与表面活性剂充分混合，加入催化剂，置于温度为1～5℃的条件下，聚合反应10～30小时，生成聚合物纳米带；所述聚合物单体选自吡咯、苯胺、3,4-乙烯二氧噻吩一种或多种；所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵；所述催化剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或多种；

2)将聚合物纳米带置于750～950℃的温度下，与活化剂进行活化反应，即得碳基纳米带多孔材料；所述活化剂选自二氧化碳、水蒸气中的一种或多种；

所述活化反应的时间为1～10小时；所述活化反应预升温的速率为2～50℃/min；所述活化反应后降温的速率为2～50℃/min。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述聚合物单体与所述表面活性剂的物质的量比为0.5～2：1。

4.根据权利要求2-3任一所述的方法，其特征在于，步骤1)所述聚合反应具体为：聚合物单体与表面活性剂采用超声混合至澄清，得混合液；将预冷却催化剂滴加入所述混合液中，置于温度4℃的条件下，聚合反应24小时。

5.根据权利要求2-3任一所述的方法，其特征在于，步骤2)所述活化反应预升温在惰性气体或氮气中进行；达到目标温度，将所述惰性气体或氮气切换为活化剂，进行活化反应；

其中，所述惰性气体选自氩气、氦气、氖气、氪气、氙气一种或多种。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤2)所述活化反应预升温在惰性气体或氮气中进行；达到目标温度，将所述惰性气体或氮气切换为活化剂，进行活化反应；

其中，所述惰性气体选自氩气、氦气、氖气、氪气、氙气一种或多种。

7.根据权利要求2、3、6任一所述的方法，其特征在于，所述活化反应的时间为1～6小时；或所述活化反应预升温的速率为2～10℃/min；所述活化反应后降温的速率为2～10℃/min。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述活化反应的时间为1～6小时；或所述活化反应预升温的速率为2～10℃/min；所述活化反应后降温的速率为2～10℃/min。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述活化反应的时间为1～6小时；或所述活化反应预升温的速率为2～10℃/min；所述活化反应后降温的速率为2～10℃/min。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述活化反应的时间为2～6小时：所述活化反应预升温的速率为5～10℃/min；所述活化反应后降温的速率为5～10℃/min。