[发明专利]石墨氧化物和含铬配位聚合物复合的多孔材料及其制备

权利要求书

1.一种石墨氧化物和含铬配位聚合物复合的多孔材料，其特征在于：按如下步骤制备，

1）将体积比为9:1的浓硫酸和浓磷酸混合，每100mL混合酸加入3～5g的高锰酸钾和1～2g的石墨，在水浴锅中搅拌反应10～30小时，反应温度为35～55℃，自然降温到室温；

2）将产物用去离子水稀释、用双氧水还原，收集固体、抽虑、用去离子水或有机溶剂洗涤、室温真空干燥，制得石墨氧化物粉末；

3）将无机铬盐和有机羧酸溶解于去离子水中，每100mL溶剂加入2～30mmol无机铬盐、5～30mmol有机羧酸和5～15mmol氢氟酸，添加石墨氧化物粉末并超声分散，反应温度为180～250℃，晶化反应时间为5～20小时，自然降温到室温；

所述无机铬盐类为氯化铬或硝酸铬；有机酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,3,5-苯三甲酸或1,2,4-苯三甲酸；石墨氧化物和生成的含铬配位聚合物的质量比为0.02～1；

4）将固体产物收集，抽滤、用去离子水或有机溶剂洗涤、在50～120℃真空干燥，然后在150～200℃焙烧除去客体分子，制得多孔石墨氧化物和含铬配位聚合物复合的粉末。

2.按照权利要求1所述的复合材料，其特征在于：

所述步骤1）中石墨与高锰酸钾按质量分数比0.1～0.3添加；

所述步骤1）中浓硫酸浓度为95%~98%，浓磷酸浓度为≥85%；

所述步骤2）中双氧水的浓度为30%；

所述步骤2）干燥时间为5～24小时；

所述步骤2）有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙醚、甲醇、乙醇；

所述步骤3）中无机铬盐与有机羧酸按金属阳离子与酸根离子化学计量比0.5～2添加；

所述步骤4）干燥时间为5～24小时，焙烧时间为4～15小时；

所述步骤4）机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、1,4-二氧六环、四氢呋喃、甲醇、乙醇或乙二醇；

按照权利要求1中所制备的复合材料的BET比表面积为3000～3500m²/g。

3.一种权利要求1所述石墨氧化物和含铬配位聚合物复合材料的制备方法，其特征在于：按如下步骤制备，

1）将体积比为9:1的浓硫酸和浓磷酸混合，每100mL混合酸加入3～5g的高锰酸钾和1～2g的石墨，在水浴锅中搅拌反应10～30小时，反应温度为35～55℃，自然降温到室温；

2）将产物用去离子水稀释、用双氧水还原，收集固体、抽虑、用去离子水或有机溶剂洗涤、室温真空干燥，制得石墨氧化物粉末；

3）将无机铬盐和有机羧酸溶解于去离子水中，每100mL溶剂加入2～30mmol无机铬盐、5～30mmol有机羧酸和5～15mmol氢氟酸，添加石墨氧化物粉末并超声分散，反应温度为180～250℃，晶化反应时间为5～20小时，自然降温到室温；

所述无机铬盐类为氯化铬或硝酸铬；有机酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,3,5-苯三甲酸或1,2,4-苯三甲酸；石墨氧化物和生成的含铬配位聚合物的质量比为0.02～1；

4）将固体产物收集，抽滤、用去离子水或有机溶剂洗涤、在50～120℃真空干燥，然后在150～200℃焙烧除去客体分子，制得多孔石墨氧化物和含铬配位聚合物复合的粉末。

4.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于：

所述步骤1）中石墨与高锰酸钾按质量分数比0.1～0.3添加；

所述步骤1）中浓硫酸浓度为95%~98%，浓磷酸浓度为≥85%；

所述步骤2）中双氧水的浓度为30%；

所述步骤2）干燥时间为5～24小时；

所述步骤2）有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙醚、甲醇、乙醇；

所述步骤3）中无机铬盐与有机羧酸按金属阳离子与酸根离子化学计量比0.5～2添加；

所述步骤4）干燥时间为5～24小时，焙烧时间为4～15小时；

所述步骤4）机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、1,4-二氧六环、四氢呋喃、甲醇、乙醇或乙二醇。

5.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于：

所制备的复合材料的BET比表面积为3000～3500m²/g。