[發明專利]一種陽離子π作用增效介孔碳材料的制備方法及應用

在審

• 申請號: 202111642484.6
• 申請日: 2021-12-29
• 公開（公告）號: CN114307960A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 岳東亭
• 申請（專利權）人: 無錫凡錫環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F103/04
• 代理公司: 北京奧肯律師事務所 11881
• 代理人: 馬聰

本發明屬于介孔碳材料技術領域，具體涉及一種陽離子π作用增效介孔碳材料的制備方法及應用。其公開了一種陽離子π作用增效介孔碳材料的制備方法，包括以下步驟，S1：分別稱取一定質量的Pluronic F127和氯化鉀溶解在鹽酸溶液中，完全溶解后加入1,3,5～三甲基苯和乙醇攪拌均勻，加入甲醛溶液和3～氨基苯酚在一定溫度下反應；S2：待所述S1步驟反應完全后，將反應得到的溶液轉移高壓反應釜中，水熱處理，冷卻至室溫，對溶液進行離心干燥，得到氨基苯酚甲醛樹脂(APF)聚合物。S3：將所述S2得到的APF進行烘干，烘干后的APF進行研磨處理，然后置于管式爐中，在氮氣保護下，進行退火處理，得到孔隙發達的介孔碳材料。

技術領域

本發明屬于介孔碳材料技術領域，具體涉及一種陽離子π作用增效介孔碳材料的制備方法及應用。

背景技術

隨著現代科技和工業的發展，半導體、納米材料、精細陶瓷、電子工業、制藥等高精度要求的行業越來越多，這些行業對工序中的清洗、制作及藥品稀釋等用水水質有較高要求，由于高純水良好的水質，在材料和器件的制造中起著關鍵作用，已經成為現代科技發展和工業生產中所必須的基礎材料之一。高純水的制備工藝主要包括預處理、脫鹽和后處理。其中，脫鹽包括預脫鹽和深度脫鹽，預脫鹽可以脫除水中較易去除的大部分離子，減輕了后續深度脫鹽的處理負荷；深度脫鹽需除去水中剩余的所有雜質離子，使出水達到高純水水質要求。

碳納米管因具有實驗證實的超快水滲透能力和理論預測的極高脫鹽能力，長期以來被認為可以作為性能極佳的脫鹽材料。碳納米管是由石墨片卷曲而成的中空管狀結構，其直徑在幾個納米，長度最長可以達到數微米。近年來若干理論和實驗表明碳納米管對純水具有很好的滲透能力，效率遠遠超過商業反滲透淡化膜。同時，在Science及Nature的數次發文展望了可以將這種納米碳管做成的濾膜應用于海水脫鹽，所需要的能耗可以大大降低。然而關于碳納米管的脫鹽率足夠作為脫鹽材料的實驗進展并不理想，實驗研究表明，碳納米管上碳原子構成的六元環狀結構是芳香環結構，該結構富含離域π電子。在海水淡化的過程中，鈉、鉀離子等陽離子和碳基材料上富含π電子的芳香環之間存在非常強的相互作用，即陽離子-π作用，從而導致大量的離子會迅速吸附在碳納米管的管口，堵塞碳納米管。碳納米管中的水流被阻斷，從而大大降低了碳納米管作為高效海水過濾材料的應用價值。然而，高純水制備技術中的深度脫鹽處理與海水淡化有所不同，由于鹽離子濃度低，導致吸附材料的吸附動力低，從而限制了吸附材料在高純水技術中的應用。雖然碳納米管與陽離子之間的陽離子π作用會導致碳納米管在海水淡化過程中失去應用價值，但是在深度脫鹽處理過程中，該作用反而可以增強碳納米管對鹽分的吸附動力，實現碳納米管在低鹽環境下鹽分的富集，達到高效除鹽，提升水質的目的。

發明內容

針對上述背景技術所提出的問題，本發明的目的是：旨在提供。

為實現上述技術目的，本發明采用的技術方案如下：

一種陽離子π作用增效介孔碳材料的制備方法，包括以下步驟，

S1：分別稱取一定質量的Pluronic F127和氯化鉀溶解在鹽酸溶液中，完全溶解后加入1,3,5～三甲基苯和乙醇攪拌均勻，加入甲醛溶液和3～氨基苯酚在一定溫度下反應；

S2：待所述S1步驟反應完全后，將反應得到的溶液轉移高壓反應釜中，水熱處理，冷卻至室溫，對溶液進行離心干燥，得到氨基苯酚甲醛樹脂(APF)聚合物。

S3：將所述S2得到的APF進行烘干，烘干后的APF進行研磨處理，然后置于管式爐中，在氮氣保護下，進行退火處理，得到孔隙發達的介孔碳材料。

作為本發明的一種優選方案，所述Pluronic F127、氯化鉀、1,3,5～三甲基苯、3～氨基苯酚的重量為；

Pluronic F127 4～6g；

氯化鉀 4～6g；

1,3,5～三甲基苯 4～6g；