[发明专利]一种亚胺类二元酚化合物及其应用

说明书

本发明的一种亚胺类二元酚化合物及其应用，其结构通式为：与现有技术相比，本发明亚胺类二元酚化合物作为碳材料前驱体制备碳材料具有成炭率高、具有介孔结构的特点。

技术领域

本发明涉及碳材料技术领域，特别是涉及一种亚胺类二元酚化合物及其应用。

背景技术

碳材料是碳黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯和富勒烯等材料的统称。采用有机前驱体作为碳材料的碳源是目前制备碳材料最常见的方法。如：中国发明专利(专利号：ZL20108 0017904.5)提供了一种“碳材料和其制造方法”，该发明通过将含有作为起始原料的有机物、过氧化氢和水的混合物保持在温度300℃～1000℃并且压力22MPa以上的条件下，从而由上述有机物生成碳粒子的工序。该方法制造出的碳材料，在构造上容易使离子等物质出入碳粒子的石墨烯层之间，可以用作二次电池、双电层电容器的活性物质。

中国发明专利申请(申请号：ZL2017 1 0492621.X)公开了“一种高温碳化有机物制备碳基吸波材料的方法”，该申请以糖水热碳化产物作为前驱物，经过高温碳化，在丙酮中与石蜡均匀混合分散后成型，还可以与其它材料进行复合成型作为复合吸波材料的基体材料。

中国发明专利申请(申请号：2017 1 1124172.X)公开了“一种碳纤维生产方法”，该申请是以聚丙烯腈为碳源生产碳纤维。通过聚丙烯腈纤维的氧化、碳化处理等工艺进行生产制造碳纤维。

对于碳纳米管、石墨烯等低维纳米碳材料的制备，化学或物理气相沉积的方法应用较为普遍。如：中国发明专利申请(申请号：2016 8 0012902.4)公布的“可调节碳纳米管选择性的碳纳米管制备方法及包含由此制备的碳纳米管的复合材料”，其采用的是以包含碳源气体、还原气体以及输送气体等反应气体进行化学气相沉积而制备碳纳米管。

尽管碳材料的制备大量采用了有机前驱体法，然而作为碳源，有机前驱体化学结构对成炭性能的影响并没有获得明确的说明，这也在一定程度上导致碳源的选择较为有限。在目前碳材料的应用中，解决碳源少的关键所在是将特征的化学结构通过化学合成或聚合的方法引入到材料中，对于特殊结构碳材料的获得，如多孔结构、有序结构、纳米结构等，碳源的选择显得至关重要。

因此，针对现有技术中的存在问题，提供一种能够获得特殊结构碳材料的有机前驱体技术以解决现有技术中的不足显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种能够形成成炭率高、介孔结构的亚胺类二元酚化合物前驱体。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种亚胺类二元酚化合物及其应用，所述亚胺类二元酚化合物具有通式(I)的化学结构：

通式(I)中，R₁为下列结构通式的一种：

R₂-R₅是相同或不同的，包括-H、烷基、芳基、铵或官能团化的烷基或芳基，或者R₂与R₃或R₅形成环状体系；所述环状体系为含氮杂环；所述环状体系为五元或六元杂环。

优选的，本发明的亚胺类二元酚化合物的制备包括以下步骤：

用二甲基亚砜将对羟基苯甲醛类物与对苯二胺类物溶解，对羟基苯甲醛类物与对苯二胺的用量为等摩尔比例；在惰性气体的保护下，于60～150℃，反应2～6h，旋蒸除去部分溶剂，冷却至室温析出晶体，过滤得固体产物；用去离子水水洗3遍，抽滤物于50～120℃温度下真空干燥24h，然后再用二甲基亚砜与乙醇按1:(0.1～10)的体积比，进行重结晶，所得物为一种亚胺类二元酚；制备的亚胺类二元酚，由于酚羟基的存在，可以化学合成出环氧类、苯并噁嗪类等聚合物单体。