[发明专利]一种碱金属改性多孔碳材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种碱金属改性多孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：

1 ） 傅-克烷基化反应合成超交联微孔聚合物：单体和交联剂在催化剂作用下于溶剂中进行反应得到超交联微孔聚合物；所述单体为选自苯，所述交联剂选自二甲醇缩甲醛和三聚氯氰中的一种；或，所述单体为吡咯，所述交联剂为二甲醇缩甲醛；所述溶剂选自二氯甲烷、1,2-二氯乙烷和环氧乙烷中的一种或多种；反应在惰性气体保护下进行；反应温度为不超过100℃；单体与交联剂之间的摩尔比为0.5:1或1/3；

2 ） 超交联微孔聚合物的氧化：采用强酸混合溶液对所述超交联微孔聚合物进行氧化得到引入含氧官能团的超交联微孔聚合物；反应在不超过100℃下进行；

3 ） 离子交换引入碱金属离子：将含碱金属离子的碱溶液与所述引入含氧官能团的超交联微孔聚合物混合得到掺杂碱金属离子的超交联微孔聚合物；

4 ） 原位活化：将掺杂碱金属离子的超交联微孔聚合物在500℃~1000℃下原位活化得到碱金属改性多孔碳材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中，所述催化剂为无水三氯化铁。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中，反应后对反应产物经过后处理获得所述超交联微孔聚合物，所述后处理包括对反应产生的固体产物洗涤以及干燥。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中，反应时间不少于2h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

步骤1）中，相对于单位摩尔的单体，溶剂的用量为1000ml~5000ml。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2）中，所述超交联微孔聚合物与强酸混合溶液的质量体积比为1g：（10~100）ml。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2）中，氧化反应结束后经过后处理获得所述引入含氧官能团的超交联微孔聚合物，所述后处理包括过滤、洗涤和烘干。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2）中，所述强酸混合溶液为浓硝酸和浓硫酸的混合液；浓硝酸和浓硫酸的体积比为（0.5~6）：1。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2）中，将所述强酸混合液滴加入所述超交联微孔聚合物中进行氧化。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）中，碱溶液的浓度为（0.5~6）mol/L。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）中，所述引入含氧官能团的超交联微孔聚合物与碱溶液的质量体积比为1g: (50~500)ml。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4）中，活化时间不低于1h。

13.一种采用如权利要求1~12任一项所述的方法制备获得的碱金属改性多孔碳材料。

14.如权利要求13所述碱金属改性多孔碳材料用于吸附烟道气中二氧化碳的用途。