[发明专利]一种基于生物基苯并噁嗪的氮、氧共掺杂多孔碳材料的制备方法有效
申请号: | 201810507829.9 | 申请日: | 2018-05-24 |
公开(公告)号: | CN108640113B | 公开(公告)日: | 2020-04-21 |
发明(设计)人: | 刘渊;刘小青;曹丽军;朱锦 | 申请(专利权)人: | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 |
主分类号: | C01B32/348 | 分类号: | C01B32/348;C01B32/318;H01G11/34 |
代理公司: | 杭州天勤知识产权代理有限公司 33224 | 代理人: | 刘诚午 |
地址: | 315201 浙江*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 生物 掺杂 多孔 材料 制备 方法 | ||
1.一种基于生物基苯并噁嗪的氮、氧共掺杂多孔碳材料的制备方法,包括:
(1)4,4′-二氨基二苯醚与多聚甲醛溶于有机溶剂,40~65℃,反应0.5~5h后;加入香草醛,升温至75~105℃,继续搅拌反应5~24h,待反应结束后,经后处理得生物基苯并噁嗪;
(2)将步骤(1)得到的生物基苯并噁嗪溶于有机溶剂中,加入乙二醇与丙二醇嵌段共聚物,并调节体系的固含量为5~50%,采用阶梯升温的形式从室温升温至250℃进行固化,得聚苯并噁嗪树脂;
(3)将步骤(2)得到的聚苯并噁嗪树脂于惰性气氛中,以1~10℃/min的升温速率从室温升温至500~700℃后,保温1~2h,得初次碳材料;
(4)将步骤(3)得到的初次碳材料与KOH混合,并再次于惰性气氛中,以1~10℃/min的升温速率从室温升温至700~900℃后,保温1~2h,得氮、氧共掺杂多孔碳材料的粗产品,去离子水洗涤至中性并干燥得氮、氧共掺杂多孔碳材料;
所述的有机溶剂为1,4-二氧六环、二甲亚砜或三氯甲烷。
2.根据权利要求1所述的基于生物基苯并噁嗪的氮、氧共掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述4,4′-二氨基二苯醚、多聚甲醛与香草醛的摩尔比为0.1~1:0.4~4:0.2~2。
3.根据权利要求1所述的基于生物基苯并噁嗪的氮、氧共掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述的乙二醇与丙二醇嵌段共聚物数均分子量为2000~20000。
4.根据权利要求1所述的基于生物基苯并噁嗪的氮、氧共掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述乙二醇与丙二醇嵌段共聚物与生物基苯并噁嗪的质量比为2:1~1:2。
5.根据权利要求1所述的基于生物基苯并噁嗪的氮、氧共掺杂多孔碳材料的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述KOH与初次碳材料的质量比为1~5:1。
6.根据权利要求1~5任一项所述的制备方法制得的基于生物基苯并噁嗪的氮、氧共掺杂多孔碳材料。
7.根据权利要求6所述的基于生物基苯并噁嗪的氮、氧共掺杂多孔碳材料作为电极材料在电化学领域中的应用。
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