[發明專利]一種多級孔氮雜碳材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710378234.3
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107051387B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 張中正;孫楠楠;魏偉;孫予罕
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C01B32/05
• 代理公司: 31219 上海光華專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 王華英<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種多級孔氮雜碳材料，其特征在于，所述多級孔氮雜碳材料是以微孔氮雜碳為核、介孔氮雜碳為殼的核-殼結構，其包括以下原料組分：金屬有機骨架材料、結構導向劑、酚、醛、尿素、堿催化劑；所述金屬有機骨架材料選自IRMOFs、ZIFs、CPL、MILs、PCN或UiO中的任意一種；所述結構導向劑選自非離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性表面活性劑中的一種；

多級孔氮雜碳材料是通過金屬有機骨架材料、結構導向劑、酚、醛、尿素以及堿催化劑經水熱反應后，制得金屬有機骨架復合材料，再經高溫碳化過程制備獲得。

2.根據權利要求1所述的多級孔氮雜碳材料，其特征在于，所述金屬有機骨架材料、結構導向劑、酚、醛、尿素、堿催化劑的質量比為：1：(1-30)：(0.5-20)：(0.5-20)：(0.1-10)：(0.5-2)。

3.根據權利要求1所述的多級孔氮雜碳材料，其特征在于，所述酚選自苯酚、間苯二酚、均苯三酚、對氟苯酚、鄰氟苯酚、間氟苯酚、間氯苯酚中的一種。

4.根據權利要求1所述的多級孔氮雜碳材料，其特征在于，所述醛選自甲醛、乙醛、丙醛、水楊醛、鄰苯二甲醛、間苯二甲醛、對苯二甲醛、均苯三甲醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛、己二醛或可分解成醛的物質。

5.根據權利要求1所述的多級孔氮雜碳材料，其特征在于，所述堿催化劑選自NaOH、KOH、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氨水、尿素、碳酸鈉、碳酸氫鈉，或者可促進酚和醛交聯反應的鹽類，可促進酚和醛交聯反應的鹽類選自氯化鋅、硝酸鋅、硫酸鋅中一種。

6.根據權利要求1至5任一項所述多級孔氮雜碳材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)制備金屬有機骨架材料溶液；

2)向步驟1)所述溶液中加入結構導向劑、酚、醛、尿素以及堿催化劑，常溫下攪拌；

3)將步驟2)所得溶液進行水熱反應，反應結束后經處理得到金屬有機骨架復合材料；

4)將步驟3)所得的金屬有機骨架復合材料在惰性氣氛下，進行高溫碳化，即可得到多級孔氮雜碳材料。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，還包括如下特征的一項或兩項：

a.步驟3)中水熱反應的溫度是40-200℃，反應時間為3-72h；

b.步驟4)中高溫碳化溫度為400-1200℃，碳化時間為2-24h。

8.根據權利要求1-5任一項所述的多級孔氮雜碳材料在作為吸附劑時的應用。