一种有机自由基改性纤维素衍生物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种有机自由基改性纤维素衍生物及其制备方法与应用，该方法先将含羟基的纤维素衍生物溶解于有机溶剂，与含羧基或酰氯的稳定性氮氧自由基混合在催化剂作用下制得到含稳定有机自由基改性纤维素衍生物；该有机自由基改性纤维素衍生物单独或与石墨烯/碳纳米管共混掺杂后制备锂离子电池的正极材料；该正极材料能克服锂金属氧化物正极材料的缺点，具有二阶充放电性能，其放电容量达到理论值的121-167%，而且充电速度快，充电时间可缩短到60秒；本发明专利技术的有机自由基改性纤维素衍生物正极材料具有不含重金属、无毒、环保、易生物降解的优点，本发明专利技术制备的有机自由基改性纤维素衍生物锂离子电池具有优异的充放电循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纤维素衍生物，特别是涉及一种有机自由基改性纤维素衍生物及其制备方法，该有机自由基改性纤维素衍生物可用作锂离子电池的正极材料。属于能源材料

技术介绍
纤维素是自然界中广泛存在、产量丰富的天然大分子，具有价廉、可生物降解以及环境友好等特点。近年来随着石油、煤炭储量的下降以及石油价格的飞速增长，世界各国对环境污染问题的日益关注和重视，如何利用丰富的纤维素、淀粉、木质素等可再生资源来开发可生物降解功能高分子新材料就愈来愈受到重视。纤维素不溶于水以及通常的有机溶齐U，在纤维素分子的葡萄糖环上的3个羟基上引入各类官能团制备各类纤维素衍生物，不仅能削弱氢键的作用力，使纤维素衍生物溶解于常规溶剂中，而且可以通过分子和晶体的 结构设计，得到特殊性能的纤维素衍生物和新型纤维素功能材料，从而扩大纤维素的应用范围。在众多纤维素衍生物中羟乙基、羟丙基纤维素及纤维素醋酸酯等能溶解于普通有机溶剂，在多个领域具有广阔的应用前景。过去几十年里人们将羟乙基、羟丙基纤维素及纤维素醋酸酯进行功能化改性，制备具有液晶性能的光学、手性分离的固定相和气体分离膜等材料。将手性基团、液晶基元(如胆留醇等)和较大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机自由基改性纤维素衍生物的制备方法，其特征在于：先将含羟基的纤维素衍生物溶解于有机溶剂，与含羧基或酰氯的稳定性氮氧自由基混合，添加催化剂，常温下反应2？7天，过滤除去不溶物，水洗除去催化剂，旋蒸浓缩，在甲醇中沉淀，过滤，沉淀物干燥，得不溶于甲醇的有机自由基改性纤维素衍生物；控制羟基与羧基或酰氯的摩尔比1:1.1？2.0；所述的催化剂为4？二甲氨基吡啶、N？(3？二甲氨基丙基)？N’？乙基碳二酰亚胺盐酸盐和三乙胺中的一种或多种；催化剂的加入量为羧基或酰氯的稳定性氮氧自由基摩尔数的0.1？0.5。所述的含羟基的纤维素衍生物为乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和纤维素醋酸酯的一种，羟基纤维...

【技术特征摘要】
1.一种有机自由基改性纤维素衍生物的制备方法，其特征在于先将含羟基的纤维素衍生物溶解于有机溶剂，与含羧基或酰氯的稳定性氮氧自由基混合，添加催化剂，常温下反应2-7天，过滤除去不溶物，水洗除去催化剂，旋蒸浓缩，在甲醇中沉淀，过滤，沉淀物干燥，得不溶于甲醇的有机自由基改性纤维素衍生物；控制羟基与羧基或酰氯的摩尔比1:1. 1-2. O ； 所述的催化剂为4-二甲氨基吡啶、N-(3-二甲氨基丙基)-N’ -乙基碳二酰亚胺盐酸盐和三乙胺中的一种或多种；催化剂的加入量为羧基或酰氯的稳定性氮氧自由基摩尔数的O. I-O. 5 ο 所述的含羟基的纤维素衍生物为乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和纤维素醋酸酯的一种，羟基纤维素衍生物中的羟基取代度为O. 2-5. O ； 所述的含羧基或酰氯的稳定性氮氧自由基为含羧基或酰氯的2，2，6，6_四甲基哌P _1_氮氧自由基或含羧基或酸氯的2，2，5，5-四甲基批咯烧-I-氮氧自由基。2.根据权利要求I所述的的制备方法，其特征在于所述含羧基、醇或酰氯的2，2，6，6-四甲基哌唳-I-氮氧自由基为4-羧基-2,2,6,6-四甲基哌唳-I-氮氧自由基、4-轻基-2，2，6，6-四甲基哌啶-I-氮氧自由基或4-酰氯基-2，2，6，6-四甲基哌啶-I-氮氧自由基；所述含羧基或酰氯的2，2，5，5-四甲基吡咯烷-I-氮氧自由基为3-羧基-2，2，5，5-四甲基卩比咯烧-I-氮氧自由基或3-酸氯基-2,2,5,5-四甲基卩比咯烧-I-氮氧自由基。3.按照权利要求I所述的制备方法，其特征在于所述反应的时间为3-6天。4.按照权利要求I所述的制备方法，其特征在于所述的干燥是将沉淀物在60°C真空度为O. 04-0. 0...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿金清，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：