[發明專利]酰胺類聚合物衍生一維氮摻雜納米碳電極材料及制備方法

有效

• 申請號: 201811399077.5
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN109545578B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 楊應奎;劉旭斐;何承恩;雷盛;張曉芳
• 申請（專利權）人: 中南民族大學
• 主分類號: H01G11/44
• 分類號: H01G11/44;H01G11/36;H01G11/24;H01M4/36;H01M4/587;H01M10/0525;H01M10/054;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 俞琳娟

1.一種制備酰胺類聚合物衍生一維氮摻雜納米碳電極材料的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1.使酸酐和胺類單體混合液在20～60℃下攪拌1～5h成鹽；

步驟2.將步驟1所得鹽進行溶劑熱聚合反應，聚合反應溫度為100～300℃，反應時間為8～24h，得到具有一維納米結構的酰胺類聚合物；

步驟3.將步驟2所得酰胺類聚合物在惰性氣體保護下進行高溫碳化得到具有一維納米結構的酰胺類聚合物衍生的一維氮摻雜納米碳電極材料，高溫碳化的溫度為600～1600℃，升溫速率為2～20℃/min，保溫時間為1～10h。

2.一種制備酰胺類聚合物衍生一維氮摻雜納米碳電極材料的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1.使酸酐和胺類單體混合液在20～60℃下攪拌1～5h成鹽；

步驟2.將步驟1所得鹽與一維碳納米材料均勻混合后進行溶劑熱聚合反應，聚合反應溫度為100～300℃，反應時間為8～24h，得到具有一維納米結構的酰胺類聚合物復合材料；

步驟3.將步驟2所得酰胺類聚合物復合材料在惰性氣體保護下進行高溫碳化得到酰胺類聚合物復合材料衍生的一維氮摻雜納米碳電極材料，高溫碳化的溫度為600～1600℃，升溫速率為2～20℃/min，保溫時間為1～10h。

3.根據權利要求1或2所述的制備酰胺類聚合物衍生一維氮摻雜納米碳電極材料的方法，其特征在于：

其中，在步驟1和2中，反應溶劑為水、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、乙醇、丙醇、二氯甲烷、1,4-二氧六環中的至少一種。

4.根據權利要求2所述的制備酰胺類聚合物衍生一維氮摻雜納米碳電極材料的方法，其特征在于：

其中，在步驟2中，所述一維碳納米材料的添加量為酰胺類聚合物理論質量的2～30％，一維碳納米材料超聲分散30min后進行溶劑熱聚合反應。

5.一種酰胺類聚合物衍生一維氮摻雜納米碳電極材料，其特征在于：

采用權利要求1或2所述的制備酰胺類聚合物衍生一維氮摻雜納米碳電極材料的方法，以酰胺類聚合物或酰胺類聚合物復合材料作為原料在惰性氣體保護下經過高溫碳化得到。

6.根據權利要求5所述的酰胺類聚合物衍生一維氮摻雜納米碳電極材料，其特征在于：

其中，所述酰胺類聚合物為聚酰胺、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺中的任意一種。

7.根據權利要求5所述的酰胺類聚合物衍生一維氮摻雜納米碳電極材料，其特征在于：

其中，所述酸酐單體為均苯四甲酸酐、1,4,5,8-萘四甲酸酐、1,2,4,5-環己烷四甲酸二酐、3,4,9,10-苝四羧酸酐中的任意一種；

胺類單體為乙二胺、葵二胺、對苯二胺、1,4-環己二胺、4,4-二氨基二苯甲烷、4,4-二氨基二苯二硫醚、4,4-二氨基三連苯、1,6-二氨基芘、三聚氰胺、三(4-氨基苯基)胺、1,3,5-三(4-氨苯基)苯、三(2-氨乙基)胺、2,6-二氨基蒽醌、對苯二甲酰胺、4,4-二氨基二苯甲酮、4,4-二氨基二苯砜中的一種或多種。

8.根據權利要求5所述的酰胺類聚合物衍生一維氮摻雜納米碳電極材料，其特征在于：

其中，所述一維碳納米材料為石墨烯納米帶、碳納米管、纖維素納米纖中的任意一種。

9.根據權利要求5所述的酰胺類聚合物衍生一維氮摻雜納米碳電極材料，其特征在于：

其中，在所述酰胺類聚合物衍生一維氮摻雜納米碳電極材料中，碳元素的質量百分比為：50～95％；氮元素的質量百分比為1～30％；氧元素的質量百分比為3～20％。