[发明专利]硼掺杂碳材料及其制备方法和用途有效
| 申请号： | 201610149010.0 | 申请日： | 2016-03-16 |
| 公开（公告）号： | CN105552385B | 公开（公告）日： | 2018-05-25 |
| 发明（设计）人： | 黎华明;阳梅;陈红飙;高勇;杨端光 | 申请（专利权）人： | 湘潭大学 |
| 主分类号： | H01M4/86 | 分类号： | H01M4/86;H01M4/90;H01M4/96 |
| 代理公司： | 北京卓恒知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11394 | 代理人： | 徐楼 |
| 地址： | 411105 湖*** | 国省代码： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 制备 硼掺杂碳材料 氧还原催化剂 硼掺杂 氧还原电催化剂 科学技术领域 热处理 反应合成 高稳定性 燃料电池 制备工艺 聚合物 苯基环 高活性 硼氧烷 | ||
1.一种硼掺杂碳材料，其特征在于，该材料是由三苯基环三硼氧烷(TPB)单体在双官能的烷基化试剂或酰基化试剂中的一种和Friedel-Crafts反应催化剂存在下通过Friedel-Crafts反应获得三苯基环三硼氧烷聚合物(PTPB)；或者，该材料是由三苯基环三硼氧烷(TPB)单体在双官能的烷基化试剂或酰基化试剂中的一种、单官能的烷基化试剂或酰基化试剂中的一种和Friedel-Crafts反应催化剂存在下通过Friedel-Crafts反应获得三苯基环三硼氧烷聚合物(PTPB)；然后将所得聚合物进行热处理而获得的。
2.根据权利要求1所述的材料，其中所述双官能的烷基化试剂为双卤代C2-C6链烷烃、直链或支链C2-C12链烯烃、直链或支链C3-C10二元醇或者具有总共3-18个碳原子的双醚中的一种或多种；和/或
双官能的酰基化试剂为总共具有3-12个C碳原子的直链或支链双酰卤、总共具有4-8个C碳原子的直链或支链双酸酐或者总共具有4-10个C碳原子的直链或支链双羧酸中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的材料，其中：所述具有总共3-18个碳原子的双醚为二甲氧基甲烷CH
4.根据权利要求1-3中任一项所述的材料，其中所述热处理包括：将PTPB在惰性气氛中600～1000℃的温度条件下进行热处理。
5.根据权利要求4所述的材料，其中所述热处理包括：热处理的温度为700～900℃。
6.根据权利要求1-3或5中任一项所述的材料，其中所述材料包括但不限于以下结构：
7.根据权利要求4所述的材料，其中所述材料包括但不限于以下结构：
8.一种硼掺杂碳材料的制备方法或制备权利要求1-7中任何一项的硼掺杂碳材料的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)由三苯基环三硼氧烷(TPB)单体在双官能的烷基化试剂或酰基化试剂中的一种和Friedel-Crafts反应催化剂存在下进行Friedel-Crafts反应；或者，该材料是由三苯基环三硼氧烷(TPB)单体在双官能的烷基化试剂或酰基化试剂中的一种、单官能的烷基化试剂或酰基化试剂中的一种和Friedel-Crafts反应催化剂存在下进行Friedel-Crafts反应，获得三苯基环三硼氧烷聚合物(PTPB)，
(2)然后将步骤(1)中所得聚合物PTPB进行热处理，获得硼掺杂碳材料。
9.根据权利要求8所述的方法，其中步骤(1)是如下进行的：
(1)采用Friedel-Crafts反应合成三苯基环三硼氧烷聚合物(PTPB)：将重量份为1份的三苯基环三硼氧烷(TPB)溶于溶剂中，再加入重量份为0.5～12份的双官能的烷基化试剂或酰基化试剂中的一种和Friedel-Crafts反应催化剂，在升温下搅拌进行反应；反应完毕，进行分离，干燥备用，获得PTPB；
和/或
其中步骤(2)是如下进行的：
(2)取重量份为1份的PTPB在惰性气氛中600～1000℃的温度条件下经过热处理，得到硼掺杂碳材料。
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