一种利用星状聚合物可控制备多孔碳材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用星状聚合物可控制备多孔碳材料的方法。本发明专利技术依次通过β‑环糊精端羟基酰溴化、4‑甲基苯乙烯原子转移自由基(ATRP)聚合、NBS溴代、傅克酰基化交联和高温炭化的步骤，最终得到多孔碳材料。本发明专利技术中涉及的原料来源广泛，同时ATRP聚合是一种高效的活性可控自由基聚合方法，后处理简单，通过控制反应条件即可有效控制多孔碳材料的孔结构，本发明专利技术所制备的多孔碳材料具有优良的CO2吸附性能，在气体吸附领域具有良好的应用前景。

A method of using stellate polymers to control the preparation of porous carbon materials

The invention discloses a method for controlling the preparation of porous carbon materials by using stellate polymers. The present invention followed by beta cyclodextrin transfer radical hydroxyl terminated acyl bromide, 4 methyl styrene atom (ATRP) step polymerization, NBS Bromination and Fu Ke acylation crosslinking and high temperature carbonization, finally obtained porous carbon materials. The invention relates to a wide source of raw materials, while ATRP polymerization is an active and efficient controlled radical polymerization method, simple postprocessing, the pore structure of porous carbon materials can be effectively controlled by controlling the reaction conditions, the porous carbon material prepared by CO2 has excellent adsorption performance, and has good application prospect in the the field of gas adsorption.

【技术实现步骤摘要】
一种利用星状聚合物可控制备多孔碳材料的方法
本专利技术属于高分子材料制备
，特别涉及一种利用星状聚合物可控制备多孔碳材料的方法。
技术介绍
多孔碳材料具有化学稳定性高、耐酸碱、耐高温、导电、导热等一系列特点，这类材料通常具有发达的孔隙、高的比表面积、高的化学稳定性、优良的耐热、耐酸碱及独特的电子传导性质，是现代工业中不可缺少的重要材料之一，广泛应用于吸附材料等。这就大大激发了广大科研工作者探究其新的应用以及新的合成方法的热情。硬模板法可利用模板的结构导向作用制备多孔碳材料，由于其模板在基体材料中的占位作用，使得材料孔道的形貌以及尺寸的可控性大大得到了保障，但是，硬模板法制备多孔碳材料的过程当中，后期需要刻蚀模板，使得多孔碳材料的孔结构遭到破坏，因此，近年来众多研究者把目光投向软模板法制备多孔碳材料的研究上来。
技术实现思路
针对硬模板法的不足，本专利技术的目的是提供一种以可控星状聚合物为模板物制备高度交联的多孔碳材料的方法。该方法原材料来源广泛，通过控制聚合度、溴代率对多孔碳材料的结构实现可控；碳材料孔径均匀，比表面积大，对CO2有明显的吸附效果，故而在吸附领域具有一定的潜在前景。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用星状聚合物可控制备多孔碳材料的方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)在惰性气氛保护下，将ATRP引发剂21Br‑β‑CD、CuBr、N,N,N',N,'N”‑五甲基二亚乙基三胺PMDETA、4‑甲基苯乙烯和苯甲醚若干次冻融循环后，加热体系在溶液状态下发生ATRP聚合，反应结束后，有机溶剂溶解产物并过中性氧化铝柱除去催化剂，经旋蒸、沉淀、洗涤、干燥得到聚合产物，聚合产物为星状聚4‑甲基苯乙烯P(4‑MS)；(2)在惰性气氛保护下，将星状聚4‑甲基苯乙烯P(4‑MS)、N‑溴代琥珀酰亚胺NBS和引发剂在溶剂中混合后，加热反应，在50～90℃的油浴锅中反应10～20h，得到溴代率为50～10...

【技术特征摘要】
1.一种利用星状聚合物可控制备多孔碳材料的方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)在惰性气氛保护下，将ATRP引发剂21Br-β-CD、CuBr、N,N,N',N,'N”-五甲基二亚乙基三胺PMDETA、4-甲基苯乙烯和苯甲醚若干次冻融循环后，加热体系在溶液状态下发生ATRP聚合，反应结束后，有机溶剂溶解产物并过中性氧化铝柱除去催化剂，经旋蒸、沉淀、洗涤、干燥得到聚合产物，聚合产物为星状聚4-甲基苯乙烯P(4-MS)；(2)在惰性气氛保护下，将星状聚4-甲基苯乙烯P(4-MS)、N-溴代琥珀酰亚胺NBS和引发剂在溶剂中混合后，加热反应，在50～90℃的油浴锅中反应10～20h，得到溴代率为50～100％的星状聚苄溴；(3)在惰性气氛保护下，将星状聚苄溴和溶剂室温条件下搅拌3～10h后，冰浴条件下加入催化剂，再加热发生傅克酰基化反应，得到交联聚合物；其中：星状聚苄溴和催化剂FeCl3的质量比为5:12～15:4；(4)将交联聚合物置于管式炉中，在600～1000℃的温度下高温活化得到多孔碳材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱丰，刘玉萍，陈元海，韩生，韦焕明，钱炜，任济夫，陈海军，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31