一种基于模板法制备石墨炔材料的方法技术

本申请涉及一种基于模板法制备石墨炔材料的方法，属于石墨炔材料相关技术领域，将8g无水硫酸铜于80℃下完全溶于15ml纯净水中制成硫酸铜热饱和溶液；将硫酸铜热饱和溶液转移至培养皿中静置冷却直至生成小晶粒；将小晶粒转移至20℃下1g无水硫酸铜溶于5ml纯净水中制成的硫酸铜饱和溶液中以获得适合石墨炔生长的硫酸铜晶体；以六溴苯为原料通过一系列化学反应合成石墨单体；在惰性气体氛围下，在反应容器中加入若干个预设尺寸的硫酸铜晶体和10ml吡啶，之后加入40mg石墨单体，在80

【技术实现步骤摘要】
一种基于模板法制备石墨炔材料的方法


[0001]本申请涉及石墨炔材料制备相关
，尤其涉及一种基于模板法制备石墨炔材料的方法。

技术介绍

[0002]石墨炔是由乙炔基单元上的sp杂化碳原子和芳香环上的sp2杂化碳原子组成的新型碳材料，其分子结构是由二炔键共轭连接苯环形成二维平面网络，石墨炔分子间可以通过范德华力和π
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π的相互作用堆叠形成层状结构，因此石墨炔具有高π结合、可调电子性质、二维平面结构和均匀分布的孔结构，展现出了独特的光电化学和储能性质，在能源、催化等领域有着巨大的应用潜力。
[0003]与传统的石墨烯相比，石墨炔具有天然的带隙能，这使得石墨炔能够直接应用于光电器件的制备中。同时石墨炔的电导率非常接近硅，预期可广泛应用于电子、半导体研究领域。
[0004]现有技术中合成石墨炔的手段产率较低，成本较高，极大地限制了石墨炔的大量生产，导致其应用领域受限。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种基于模板法制备石墨炔材料的方法，提高石墨炔材料的合成产率，同时降低石墨炔材料的合成成本。
[0006]本申请的技术方案如下：
[0007]根据本申请实施例的第一方面，提供一种基于模板法制备石墨炔材料的方法包括：
[0008](1)将8～13g无水硫酸铜于80～100℃下完全溶于15～30ml纯净水中制成硫酸铜热饱和溶液；
[0009](2)将硫酸铜热饱和溶液转移至培养皿中静置冷却直至生成小晶粒；
[0010](3)将小晶粒转移至20～40℃下1～3g无水硫酸铜溶于5～20ml纯净水中制成的硫酸铜饱和溶液中以获得适合石墨炔生长的硫酸铜晶体；
[0011](4)以六溴苯为原料通过一系列化学反应合成石墨单体；
[0012](5)在惰性气体氛围下，在反应容器中加入若干个预设尺寸的硫酸铜晶体和10～20ml吡啶，之后加入40～80mg石墨单体，在80
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110℃下进行聚合反应得到石墨炔材料。
[0013]可选的，所述硫酸铜热饱和溶液采用11g无水硫酸铜于80℃下完全溶于20ml纯净水中制备。
[0014]可选的，所述硫酸铜饱和溶液采用2.07g无水硫酸铜于20℃下完全溶于10ml纯净水中制备。
[0015]可选的，在步骤(5)中通过向反应容器中鼓入氮气去除氧气以便形成惰性气体氛围。
[0016]可选的，在步骤(5)中硫酸铜晶体的数量与吡啶的体积和石墨单体的重量之间的比值为1:5:20。
[0017]可选的，在步骤(5)中通过向反应容器中加入3个预设尺寸的硫酸铜晶体和15ml吡啶，之后加入60mg石墨单体，在80
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110℃下进行聚合反应得到石墨炔材料。
[0018]有益效果：
[0019]本申请所涉及的一种基于模板法制备石墨炔材料的方法包括：将8～13g无水硫酸铜于80～100℃下完全溶于15～30ml纯净水中制成硫酸铜热饱和溶液；将硫酸铜热饱和溶液转移至培养皿中静置冷却直至生成小晶粒；将小晶粒转移至20～40℃下1～3g无水硫酸铜溶于5～20ml纯净水中制成的硫酸铜饱和溶液中以获得适合石墨炔生长的硫酸铜晶体；以六溴苯为原料通过一系列化学反应合成石墨单体；在惰性气体氛围下，在反应容器中加入若干个预设尺寸的硫酸铜晶体和10～20ml吡啶，之后加入40～80mg石墨单体，在80
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110℃下进行聚合反应得到石墨炔材料；通过以硫酸铜晶体作为聚合模板和催化剂制备石墨炔，相比于传统方法来说，产率提高的同时降低成本。
[0020]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0021]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，并不构成对本申请的不当限定。
[0022]图1是根据一示例性实施例示出的一种基于模板法制备石墨炔材料的过程示意图；
[0023]图2是根据一示例性实施例示出的一种石墨单体的分子结构示意图；
[0024]图3是根据一示例性实施例示出的另一种石墨单体的分子结构示意图；
[0025]图4是根据一示例性实施例示出的另一种石墨单体的分子结构示意图。
具体实施方式
[0026]为了使本领域普通人员更好地理解本申请的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0027]下面将结合附图1～附图4对本专利技术实施例的一种基于模板法制备石墨炔材料的方法进行详细的说明，其中，图1为本申请一示例性实施例提供的一种基于模板法制备石墨炔材料的方法在制备石墨炔材料过程中石墨炔材料的分子结构变化示意图。如图1所示，本申请一示例性实施例提供的一种基于模板法制备石墨炔材料的方法的步骤如下：
[0028](1)将8～13g无水硫酸铜于80～100℃下完全溶于15～30ml纯净水中制成硫酸铜热饱和溶液；
[0029](2)将硫酸铜热饱和溶液转移至培养皿中静置冷却直至生成小晶粒；
[0030](3)将小晶粒转移至20～40℃下1～3g无水硫酸铜溶于5～20ml纯净水中制成的硫酸铜饱和溶液中以获得适合石墨炔生长的硫酸铜晶体；
[0031](4)以六溴苯为原料通过一系列化学反应合成石墨单体；
[0032](5)在惰性气体氛围下，在反应容器中加入若干个预设尺寸的硫酸铜晶体和10～
20ml吡啶，之后加入40～80mg石墨单体，在80
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110℃下进行聚合反应得到石墨炔材料，其中，优选的，通过向反应容器中鼓入氮气去除氧气以便形成惰性气体氛围，硫酸铜晶体的数量与吡啶的体积和石墨单体的重量之间的比值为1:5:20。
[0033]本申请所涉及的一种基于模板法制备石墨炔材料的方法包括：将8～13g无水硫酸铜于80～100℃下完全溶于15～30ml纯净水中制成硫酸铜热饱和溶液；将硫酸铜热饱和溶液转移至培养皿中静置冷却直至生成小晶粒；将小晶粒转移至20～40℃下1～3g无水硫酸铜溶于5～20ml纯净水中制成的硫酸铜饱和溶液中以获得适合石墨炔生长的硫酸铜晶体；以六溴苯为原料通过一系列化学反应合成石墨单体；在惰性气体氛围下，在反应容器中加入若干个预设尺寸的硫酸铜晶体和10～20ml吡啶，之后加入40～80mg石墨单体，在80
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110℃下进行聚合反应得到石墨炔材料；通过以硫酸铜晶体作为聚合模板和催化剂制备石墨炔，相比于传统方法来说，产率提高的同时降低成本。
[0034]实施例1
[0035]将11g无水硫酸铜于80℃下完全溶于20ml纯净水中制成硫酸铜热饱和溶液；将硫酸铜热饱和溶液转移至培养皿中静置冷却直至生成小晶粒；将小晶粒转移至20℃下2.07g无水硫酸铜溶于10ml纯净水中制成的硫酸铜饱和溶液中以获得适合石墨炔生长的硫酸铜晶体；以六溴苯为原料通过一系列化学反应合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模板法制备石墨炔材料的方法，其特征在于，所述方法包括：(1)将8～13g无水硫酸铜于80～100℃下完全溶于15～30ml纯净水中制成硫酸铜热饱和溶液；(2)将硫酸铜热饱和溶液转移至培养皿中静置冷却直至生成小晶粒；(3)将小晶粒转移至20～40℃下1～3g无水硫酸铜溶于5～20ml纯净水中制成的硫酸铜饱和溶液中以获得适合石墨炔生长的硫酸铜晶体；(4)以六溴苯为原料通过一系列化学反应合成石墨单体；(5)在惰性气体氛围下，在反应容器中加入若干个预设尺寸的硫酸铜晶体和10～20ml吡啶，之后加入40～80mg石墨单体，在80
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110℃下进行聚合反应得到石墨炔材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫酸铜热...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵英杰，马其祥，蔄艺筱，朱京荣，
申请(专利权)人：山东领科新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：