[发明专利]一种聚苯胺碳纳米管基含氮多孔碳纳米复合材料制备方法

摘要

本发明公开了一种聚苯胺/碳纳米管基含氮多孔碳纳米复合材料的制备方法，可实现CO2气体吸附分离。本发明以多壁碳纳米管为基底，采用混酸对其进行氧化，生成易溶于溶液的带羧基多壁碳纳米管，通过苯胺单体发生原位化学氧化聚合反应，使得聚苯胺包覆在多壁碳纳米管表面，生成同轴包覆的聚苯胺/多壁碳纳米管纳米复合材料，最后通过一步活化法高温焙烧生成同轴包覆的含氮多孔碳纳米复合材料。与传统固态吸附剂相比，该复合材料具有高比表面积、高孔隙率、热稳定性好、可吸附CO2气体且再生能耗低、吸脱附循环性能极佳、原料易得、成本低等优势，是一种高效、环保的新型固态吸附剂，因此更具有良好的应用前景和环境治理效益。

主权项

1.一种聚苯胺碳纳米管基含氮多孔碳纳米复合材料制备方法，包括以下步骤：步骤1：多壁碳纳米管基底羧化处理，具体为：将多壁碳纳米管与混酸在80‑100℃下回流并搅拌80‑100 min，然后冷却至室温，用蒸馏水稀释后抽滤，用无水乙醇和去离子水交替洗涤复合材料直至中性，然后在真空干燥箱中55‑65℃烘干，研磨成粉末；步骤2：多壁碳纳米管和苯胺单体的质量分别为3‑30:1，将其溶于体积为150 mL的1 mol/L的盐酸水溶液里成为混合溶液，在0‑5℃、100‑200 r/min的温度和搅拌条件下，将所述混合溶液转至三口烧瓶中，持续搅拌反应5‑7 h，然后超声搅拌25‑35 min，步骤3：称取过硫酸铵3‑3.5 g溶于50 mL的1mol/L的盐酸水溶液中，超声震荡后倒入U型恒压滴定漏斗，30 min内滴加到三口烧瓶里；步骤4：在0‑5℃下反应5‑7 h，将反应得到的产物用乙醇、去离子水交替洗涤，离心，直至产物呈中性，然后冷冻干燥处理，研磨成粉末。