[发明专利]一种具层状孔道结构的介孔高分子/氧化硅纳米复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具一维层状孔道结构的介孔高分子/氧化硅纳米复合材料，其特征在于：它是采用两嵌段聚合物聚二甲基硅氧烷-聚氧乙烯（PDMS-PEO）和三嵌段聚合物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯（PEO-PPO-PEO，P123）为混合结构导向剂，酚醛树脂预聚体为碳源前驱体，进行混合、反应得As-made中间体，再经焙烧制得；所述As-made中间体，其小角X射线散射（SAXS）图谱中，具有三个q 值比为1:2:3的衍射峰。

2.如权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于：所述As-made中间体，它具有如图1中a所示的小角X射线散射曲线。

3.如权利要求1或2所述的纳米复合材料，其特征在于：所述具一维层状孔道结构的介孔高分子/氧化硅纳米复合材料的氮气吸附/脱附等温线具有三角形滞后环。

4.如权利要求1～3任一项所述具一维层状孔道结构的介孔高分子/氧化硅纳米复合材料的制备方法，其特征在于：将两嵌段聚合物聚二甲基硅氧烷-聚氧乙烯（PDMS-PEO）和三嵌段聚合物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯（PEO-PPO-PEO，P123）的THF溶液，与酚醛树脂预聚体的THF溶液混合、烘干反应，再经焙烧制得具一维层状孔道结构的介孔高分子/氧化硅纳米复合材料；所述烘干时间为20～30h，温度为80～100℃。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述PDMS-PEO嵌段共聚物，为M_w=3012, DMS₃₂-EO₂₀的PDMS-PEO。

6.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于：所述焙烧是将所述As-made中间体在300~400℃焙烧2~4h。

7.如权利要求4、5或6所述的制备方法，其特征在于：所述酚醛树脂预聚体的THF溶液的质量百分浓度为15~40wt%；PDMS-PEO和P123的THF溶液中，PDMS-PEO和P123的质量百分浓度为2~5wt%。

8.如权利要求4、5、6或7所述的制备方法，其特征在于：所述PDMS-PEO、P123和Resol的质量比为（0.8~1.1）：（0.8~1.1）：（2.5~3.5）。

9.如权利要求4所述的方法，按如下步骤进行：

将P123和PDMS-PEO 溶于THF中，38~45℃搅拌8~15 min 得到均匀透明的溶液，然后加入酚醛树脂预聚体Resol的THF溶液、搅拌0.3~0.7 h 得到均匀的溶液；上述物质的质量比为PDMS-PEO：P123：Resol =1：1：3；酚醛树脂预聚体的THF溶液的质量百分浓度为20wt%，PDMS-PEO和P123的THF溶液中，PDMS-PEO和P123的质量百分浓度为3.2wt%；将上述溶液转移到培养皿中，室温下挥发5～8 h，再将培养皿置于100℃烘箱内24h，得到透明的橙黄色薄膜材料；将上述材料从培养皿上刮下，研磨成粉末，得到As-made样品；

将上述As-made样品置于管式炉中在氮气气体保护下进行焙烧，300~400℃焙烧2~4h 得到具一维层状孔道结构的介孔高分子/氧化硅纳米复合材料，升温速度为5℃/min。

10.如权利要求4所述的方法，按如下步骤进行：

将0.5 g P123 和 0.5 g PDMS-PEO溶于30.0 g 四氢呋喃（THF）中，40℃搅拌10 min, 得到均一透明的溶液；

然后加入7.5g 20 wt % 酚醛树脂预聚体的THF溶液，搅拌0.5h 得到均匀的溶液；

将上述溶液转移到培养皿中，室温下挥发5～8 h，再将培养皿置于100℃烘箱内24h，得到透明的橙黄色薄膜材料；将上述材料从培养皿上刮下，研磨成粉末，得到As-made样品；

将As-made样品置于管式炉中在350℃氮气气体保护下进行焙烧3h制得具一维层状孔道结构的介孔高分子/氧化硅纳米复合材料，升温速度为5℃/min。