[发明专利]包含3-氨基-1;2;4-三唑和尿素单体单元的介孔碳氮化物材料

权利要求书

1.一种介孔碳氮化物(CN)材料，其包括三维C₃N₅介孔碳氮化物聚合物材料，所述聚合物材料包含3-氨基-1,2,4-三唑和尿素的单体单元，所述聚合物材料的原子碳氮比为0.55至0.8，所述聚合物材料的碱性含氮基团为0.15毫摩尔/g至0.25毫摩尔/g。

2.根据权利要求1所述的介孔材料，其中表面碱度为约0.20毫摩尔/g。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的介孔材料，其中所述原子碳氮比为约0.70。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的介孔材料，其中所述材料包含至少50％的氮。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的介孔材料，其中所述材料的平均孔径为2nm至5nm。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的介孔材料，其中所述材料的表面积为170m²/g至250m²/g，所述材料的孔体积为0.2cm³/g至0.4cm³/g，或其任意组合。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的介孔材料，其中所述材料是CO₂活化催化剂。

8.一种用于CO₂捕获的方法，所述方法包括：

(a)使权利要求1至7中任一项所述的介孔材料与包含CO₂的原料接触以形成反应物混合物；和

(b)在CO₂附着于介孔材料的条件下温育所述反应物混合物。

9.根据权利要求8所述的方法，其中将所述CO₂进一步转化为反应产物。

10.根据权利要求8至9中任一项所述的方法，其中所述原料是来自CO₂产生过程的气体排放物。

11.根据权利要求8至9中任一项所述的方法，其中所述原料是来自发电厂的烟道气排放物。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中所述原料处于环境大气中。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的方法，其中所述CO₂从所述介孔材料中脱附。

14.一种制备权利要求1至7中任一项所述的介孔碳氮化物材料的方法，所述方法包括：

(a)将硬模板与等摩尔量的在酸性水溶液中的3-氨基-1,2,4-三唑和尿素(TU)混合，形成模板反应物混合物；

(b)加热所述模板反应物混合物以形成TU/模板复合材料；

(c)将所述TU/模板复合材料加热处理至450℃至550℃的温度，以形成立方介孔碳氮化物材料/模板(MCN-TU/模板)复合物；和

(d)从所述立方介孔碳氮化物材料/模板复合物中溶解模板，产生三维C₃N₅介孔碳氮化物材料，其原子碳氮比为0.55至0.8，碱性含氮基团为0.15毫摩尔/g至0.25毫摩尔/g。

15.根据权利要求14所述的方法，其中步骤(b)的加热包括：

加热至90℃至110℃，优选约100℃的第一温度；和

将温度升至150℃至170℃，优选约160℃。

16.根据权利要求14至15中任一项所述的方法，其中步骤(c)的加热是约500℃。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中所述MCN-TU/模板复合物在惰性气体气氛下加热。