聚吡嗪材料及其衍生物、制备方法、钠/锂离子电池及电池负极技术

本发明专利技术提供了一种吡嗪类化合物——聚吡嗪材料及其衍生物的制备方法，及其在锂离子电池和钠离子电池中的应用。在聚吡嗪的制备过程中，选用Zn‑LiCl作为还原剂，NiCl2·6H2O作为催化剂，以二氯吡嗪作为前驱体。在镍的催化作用下，合成了富含吡啶氮的聚吡嗪。随后，通过热处理工艺，进一步得到了富氮碳材料——聚吡嗪衍生物。由于聚吡嗪材料及其衍生物的吡啶氮有利于锂离子的吸附，并促进锂离子的可逆插脱嵌过程，以此作为钠/锂离子电池的负极材料，提高电池的循环稳定性和充放电效率。本发明专利技术的制备方法简单易行，原料易得，制得的聚吡嗪材料及其衍生物具有良好的电化学性能，在电池材料和储能领域具有巨大的应用潜力和广阔的市场前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机功能材料，具体涉及聚吡嗪材料及其衍生物、制备方法、钠/锂离子电池及电池负极。

技术介绍

1、随着能源需求的日益增长，高性能、可持续的储能技术变得尤为重要，有机电极材料因其高比容量和元素丰富性，成为新一代储能材料的研究热点。含氮有机化合物由于高氮含量和多孔结构，在能量存储和催化领域有较大的应用潜力。特别是富含吡啶氮的碳氮化物，其具有高的结构稳定性、良好的导电性和对金属离子强的亲和力，并且在与锂离子等碱金属离子相互作用时其结构不容易被破坏。聚吡嗪由于其超高的吡啶氮含量，规整的结构及高的结构稳定性，成为钠/锂离子电池负极的理想材料。

2、在材料合成领域，传统的钯催化交叉偶联反应虽具有可预测和可控的反应活性，但成本较高。近年来研究发现了一种更加便宜的替代金属镍(ni)，金属镍的储量丰富，还原电位和电负性明显低于pd，导致其相较于pd具有更弱的抓氢相互作用，且ni的原子半径小于pd，使得过渡态的几何结构内部张力较大，两者均不利于氢消去反应。镍在开壳氧化态中相对稳定，容易进入单电子途径，在低价态中富含电子。这些性质在镍催化的交叉偶联反应中本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种聚吡嗪材料及其衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的聚吡嗪材料及其衍生物的制备方法，其特征在于，步骤S1所述二氯吡嗪、锌粉、无水氯化锂、六水合氯化镍的摩尔百分比分别为30-35％、30-35％、30-35％、1-2％。

3.根据权利要求1所述的聚吡嗪材料及其衍生物的制备方法，其特征在于，步骤S1所述的二氯吡嗪包括2,3-二氯吡嗪、2,5-二氯吡嗪和/或2,6-二氯吡嗪。

4.根据权利要求1所述的聚吡嗪材料及其衍生物的制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：将步骤S1得到的混合液加入30ml稀盐酸进行酸洗，搅拌1...

【技术特征摘要】

1.一种聚吡嗪材料及其衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的聚吡嗪材料及其衍生物的制备方法，其特征在于，步骤s1所述二氯吡嗪、锌粉、无水氯化锂、六水合氯化镍的摩尔百分比分别为30-35％、30-35％、30-35％、1-2％。

3.根据权利要求1所述的聚吡嗪材料及其衍生物的制备方法，其特征在于，步骤s1所述的二氯吡嗪包括2,3-二氯吡嗪、2,5-二氯吡嗪和/或2,6-二氯吡嗪。

4.根据权利要求1所述的聚吡嗪材料及其衍生物的制备方法，其特征在于，所述步骤s2具体为：将步骤s1得到的混合液加入30ml稀盐酸进行酸洗，搅拌12小时后，加入30ml氨水调节ph值至6-7，继续搅拌12小时，过滤后，用dmf有机溶剂和水进行洗涤，将洗涤后的物质在80℃下进行干燥得到黑棕色固体聚吡嗪。

5.根据权利要求4所述的聚吡嗪材料及其衍生物的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡明俊，王志辉，杨军，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：