[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

摘要

本发明属于多孔碳材料技术领域，提供了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。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固化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。本发明所制备的邻苯二甲腈树脂基多孔碳材料，可用于CO₂气体的吸附，在273K最大吸附量可达4.25mmol/g。

主权项

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。