[发明专利]一种邻苯二甲腈基富杂原子掺杂的多孔碳材料的制备及其应用

权利要求书

1.一种邻苯二甲腈基富杂原子掺杂的多孔碳材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

将邻苯二甲腈与固化剂按照摩尔比1:0.5-10研磨均匀；然后在空气或惰性气体氛围中按照分段升温在100-450℃温度条件下固化10-22小时得到邻苯二甲腈树脂；直接将固化后的邻苯二甲腈树脂与活化剂按质量比1:0.1-10混合研磨或将固化后的邻苯二甲腈树脂酸洗除去多余固化剂，干燥后，将邻苯二甲腈树脂与活化剂按照质量比1:0.1-10混合均匀，在惰性气体氛围中高温活化1-6小时；然后依次用稀酸、去离子水洗涤，然后干燥即得到邻苯二甲腈树脂基多孔碳材料；

所述邻苯二甲腈为下式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)；

式(1)

其中R表示：

式(2)

式(3)

式(4)

式(5)含酰亚胺基邻苯二甲腈

式(6)含氮硅烷结构的邻苯二甲腈

所述固化剂为氯化锌、三氯化铝、三氯化铁、氯化亚锡、氯化钴、溴化钴、氯化硼、氯化锑、氯化钛、尿素、三聚氰胺、三氟苯磺酸、苯胺、对苯二胺、对甲苯磺酸、4,4二氨基二苯砜、4,4二氨基二苯砜醚、4,4-二氨基二苯甲烷、2,2’-双(4-羟苯基)丙烷、1,3-双(3-氨基苯氧基)、4,[(4-氨基苯氧基)苯基]砜、2,6-双(4-氨基苯氧基)苯甲腈中的一种或两种以上混合；

所述的活化剂为KOH、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃、K₂CO₃、KHCO₃、Ca(CH₃COO)₂、磷酸、磷酸盐中的一种或两种以上混合。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的固化升温过程具体如下：100-150℃、200-250℃、300-350℃、400-450℃各2-4小时。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的高温指500℃-1000℃中任一温度。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的惰性气体为氮气或氩气。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的惰性气体为氮气或氩气。

6.根据权利要求1、2或5所述的制备方法，其特征在于，所述的酸洗，指将材料均匀分散到稀酸溶液中，超声30min-2h或搅拌24-48小时；然后抽滤或离心；所述的水洗指抽滤或离心洗涤至中性。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的酸洗，指将材料均匀分散到稀酸溶液中，超声30min-2h或搅拌24-48小时；然后抽滤或离心；所述的水洗指抽滤或离心洗涤至中性。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的酸洗，指将材料均匀分散到稀酸溶液中，超声30min-2h或搅拌24-48小时；然后抽滤或离心；所述的水洗指抽滤或离心洗涤至中性。

9.邻苯二甲腈基多孔碳材料用于CO₂气体的吸附。