[发明专利]一种利用星状聚合物可控制备多孔碳材料的方法

摘要

本发明公开了一种利用星状聚合物可控制备多孔碳材料的方法。本发明依次通过β‑环糊精端羟基酰溴化、4‑甲基苯乙烯原子转移自由基(ATRP)聚合、NBS溴代、傅克酰基化交联和高温炭化的步骤，最终得到多孔碳材料。本发明中涉及的原料来源广泛，同时ATRP聚合是一种高效的活性可控自由基聚合方法，后处理简单，通过控制反应条件即可有效控制多孔碳材料的孔结构，本发明所制备的多孔碳材料具有优良的CO₂吸附性能，在气体吸附领域具有良好的应用前景。

主权项

1.一种利用星状聚合物可控制备多孔碳材料的方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)在惰性气氛保护下，将ATRP引发剂21Br‑β‑CD、CuBr、N,N,N',N,'N”‑五甲基二亚乙基三胺PMDETA、4‑甲基苯乙烯和苯甲醚若干次冻融循环后，加热体系在溶液状态下发生ATRP聚合，反应结束后，有机溶剂溶解产物并过中性氧化铝柱除去催化剂，经旋蒸、沉淀、洗涤、干燥得到聚合产物，聚合产物为星状聚4‑甲基苯乙烯；(2)在惰性气氛保护下，将星状聚4‑甲基苯乙烯、N‑溴代琥珀酰亚胺NBS和引发剂在溶剂中混合后，加热反应，在50～90℃的油浴锅中反应10～20h，得到溴代率为50～100％的星状聚苄溴；(3)在惰性气氛保护下，将星状聚苄溴和溶剂室温条件下搅拌3～10h后，冰浴条件下加入催化剂，再加热发生傅克酰基化反应，得到交联聚合物；其中：星状聚苄溴和催化剂FeCl₃的质量比为5:12～15:4；(4)将交联聚合物置于管式炉中，在600～1000℃的温度下高温活化得到多孔碳材料。