[发明专利]一种具三维孔道结构的介孔高分子或碳/氧化硅纳米复合材料及其制备方法

权利要求书

1. 一种具三维孔道结构的介孔高分子或碳/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）和三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯（PEO-PPO-PEO，F127）为混合结构导向剂，酚醛树脂预聚体Resol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110、200、211、220、310、222和321晶面衍射峰，所述衍射峰的q 值比为                                               。

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：所述具三维孔道结构的介孔高分子或碳/氧化硅纳米复合材料的氮气吸附/脱附等温线具有IV型氮气吸附曲线和H2型滞后环。

4.如权利要求1～4任一项所述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）和三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯（PEO-PPO-PEO，F127）的四氢呋喃（THF）溶液，与酚醛树脂预聚体Resol的四氢呋喃（THF）溶液混合、烘干反应，再经焙烧制得具三维孔道结构的介孔高分子或碳/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：所述焙烧，在300~450℃焙烧2~4h 得到三维有序介孔高分子/氧化硅纳米复合材料，在800~950℃温度范围内焙烧1.5~3 h 得到三维有序介孔碳/氧化硅纳米复合材料。

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

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%；所述PDMS-PEO和F127的四氢呋喃（THF）溶液中，PDMS-PEO和F127的质量百分浓度为3~7 wt%。

8.如权利要求7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20wt%，所述PDMS-PEO和F127的四氢呋喃（THF）溶液中，PDMS-PEO和F127的质量百分浓度为5wt%。

9.如权利要求4～8任一项所述的制备方法，其特征在于：所述模板剂PDMS-PEO、F127和碳源前驱体Resol的质量比为0.7~1.2：0.7~1.2：1.8~2.2。

10.如权利要求4所述的制备方法，按如下步骤进行：

将F127和PDMS-PEO 溶于四氢呋喃（THF）中，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；其中物质的质量比为PDMS-PEO：F127：Resol =1：1：2；酚醛树脂预聚体的THF溶液的质量百分浓度为15~40wt%，PDMS-PEO和F127的THF溶液中，PDMS-PEO和F127质量百分浓度为3~7 wt%wt%；将所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℃烘箱内反应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中间体；

将所述As-made样品置于管式炉中在氮气气体保护下进行焙烧，300~450℃焙烧2~4h 得到三维有序介孔高分子/氧化硅纳米复合材料，在800~950℃温度范围内焙烧1.5~3 h 得到三维有序介孔碳/氧化硅纳米复合材料；在焙烧的过程中，当温度为600℃以下时，升温速度设定为1℃/min，当温度为600℃以上时，升温速度设定为5℃/min。