[發(fā)明專利]雜原子摻雜多孔碳膜及其制備方法和應用在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810520309.1 | 申請日： | 2018-05-28 |
| 公開（公告）號： | CN108745399A | 公開（公告）日： | 2018-11-06 |
| 發(fā)明（設計）人： | 王鴻;邵越;江志萍 | 申請（專利權(quán)）人： | 南開大學 |
| 主分類號： | B01J27/24 | 分類號： | B01J27/24;B01J35/10;C25B11/12;C25B1/04;C08J9/28;C08L39/04;C08L33/00 |
| 代理公司： | 天津耀達律師事務所 12223 | 代理人： | 張耀 |
| 地址： | 300071*** | 國省代碼： | 天津;12 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 雜原子 多孔碳膜 制備 制備方法和應用 摻雜 碳膜 聚合物復合膜 氣體擴散電極 多孔聚合物 化合物混合 聚離子液體 氨水浸泡 負載金屬 功能材料 合成功能 聚合物膜 流延成膜 納米材料 能源轉(zhuǎn)化 碳化處理 碳基材料 碳納米管 摻雜的 復合膜 功能化 可控的 石墨烯 羧基 新能源 溶解 應用 | ||
1.雜原子摻雜多孔碳膜的制備方法，其特征在于具體步驟如下：
(1)將聚離子液體和含有羧基的化合物按照0.8：1～1:5的摩爾比混合，加入10～500mL的二甲基甲酰胺或二甲基亞砜，在25℃到100℃條件下加熱溶解；
(2)將步驟(1)所制備的聚合物溶液傾倒在玻璃板上，在25℃～120℃加熱2～48小時，烘干溶劑；
(3)將步驟(2)所制備的聚合物復合膜在0.07wt％～28wt％的氨水溶液中浸泡1～48小時，得到多孔聚合物膜；
(4)將步驟(3)所制備的多孔聚合物膜在惰性氣氛中，在300～1200℃的條件下，碳化1～10小時，自然冷卻至室溫，最終得到雜原子摻雜多孔碳膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的聚離子液體為含有雜原子的離子聚合物，具有以下的結(jié)構(gòu)：
其中R為碳原子數(shù)為1～14的烷基鏈或CH2CN；X為Cl、Br、I、BF4、PF6、ClO4、CF3COO、CF3SO3、(CF3SO2)2N、AlCl4、EtSO4、MeSO4、H2PO4、HSO4、Al2O7、N(CN)2、CH3COO、B(CN)4、BF3CF3或SCN。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的含有羧基的化合物具有以下結(jié)構(gòu)：
聚丙烯酸的分子量為1800～1250000KDa，聚離子液體的分子量為5000～1000000KDa；X為Cl、Br、I、BF4、PF6、ClO4、CF3COO、CF3SO3、(CF3SO2)2N、AlCl4、EtSO4、MeSO4、H2PO4、HSO4、Al2O7、N(CN)2、CH3COO、B(CN)4、BF3CF3或SCN。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述的聚離子液體的制備方法是：
鹵代化合物與含有雜原子的化合物在0℃～100℃反應制備離子液體單體；然后通過活性自由基聚合制備得到陰離子為鹵素的聚離子液體；然后以甲醇、乙醇、丙酮、乙腈或者水為溶劑，加入等摩爾量相應的無機鹽，在0～70反應12～72小時，得陰離子相應的目標聚離子液體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的制備方法，其特征在于，所述的含有羧基的化合物是商業(yè)化的多羧基化合物或者是商業(yè)的聚丙烯酸或者是合成的多羧基離子液體單體或者是含有羧基官能團的聚離子液體；合成的多羧基離子液體的制備方法是：將咪唑或者三唑在醇鈉或者四氫呋喃/氫化鈉條件下和1～5倍摩爾量的鹵代乙酸在0～100℃反應，然后將所得離子液體用乙醚、四氫呋喃、乙酸乙酯、丙酮洗滌可得含有鹵素陰離子的離子液體；然后以甲醇、乙醇、丙酮、乙腈或者水為溶劑，加入等摩爾量相應的無機鹽，在0～70反應12～72小時，得陰離子相應的目標離子液體。
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