[发明专利]一种苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂基氮掺杂炭气凝胶的制备方法

权利要求书

1.一种苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂基氮掺杂炭气凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：

（1） 将苯酚、尿素和37wt%的甲醛溶液混合并将pH值调节为8.5~10，再升温进行聚合反应得到PUF共聚树脂；

（2） 采用无水乙醇对步骤（1）得到的PUF共缩聚树脂稀释，再将pH值调节为8.5~12.5，然后在85~90℃条件下，恒温反应5~6天，发生凝胶、老化后得到水凝胶；

（3） 将步骤（2）得到的水凝胶进行溶剂置换，再经冷冻干燥得到有机气凝胶；

（4） 将步骤（3）得到的有机气凝胶进行炭化反应，得到苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂基氮掺杂炭气凝胶。

2.根据权利要求1所述一种苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂基氮掺杂炭气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（1）中苯酚和尿素摩尔质量之和与甲醛摩尔质量比为0.5~1，苯酚和尿素摩尔质量比为0.5~2。

3.根据权利要求1所述一种苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂基氮掺杂炭气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（1）中升温速率为1~5℃/min，聚合反应温度为85~90℃，反应时间为1~3h。

4.根据权利要求1所述一种苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂基氮掺杂炭气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（2）中稀释比为1.5~2.5，调节溶液pH值的试剂为乙酸或33wt%的NaOH溶液。

5.根据权利要求1所述一种苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂基氮掺杂炭气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（3）中溶剂置换所用溶剂为15wt%的乙醇溶液或叔丁醇，置换时间为5~6天。

6.根据权利要求1所述一种苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂基氮掺杂炭气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（3）中冷冻干燥温度为-10~-90℃，冷冻干燥时间为48~72h。

7.根据权利要求1所述一种苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂基氮掺杂炭气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（4）中炭化反应是在气体流量为50~100ml/min的氮气中进行，炭化温度为600~900℃，炭化时间为2~3h。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的制备方法制得的苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂基氮掺杂炭气凝胶，其特征在于：所述凝胶的比表面积达到2600m²/g，孔隙率达到85%，孔径为0.3~120nm，氮杂原子含量为6~8%。

9.一种如权利要求8所述的苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂基氮掺杂炭气凝胶在气体吸附剂、电极材料和催化剂载体中的应用。