[发明专利]一种高性能吸附材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高性能吸附材料及其制备方法；本发明采用聚酰亚胺为碳氮源，聚氨酯泡沫为大孔支架，金属镁盐为添加剂，通过高温热处理碳化法制备多级孔氮掺杂碳/MgO复合微球材料。本发明避免了使用价格昂贵的模板剂以及有毒的原料试剂等，所制备的复合微球材料具有理想的花状球形形貌、微孔‑大孔的多级孔结构，可控的表面特性以及优异的结构稳定性，高的氮含量和镁含量，用作CO₂吸附材料时表现出高的吸附量和优异的循环稳定性能。本发明制备方法简单易行，工艺可控，反应时间短，且不需要使用复杂的实验设备和繁琐的实验步骤，易于进行工业化大规模生产。

主权项

1.一种高性能吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）聚酰胺酸溶液的制备1.1）使用乙醇对4,4′‑二氨基二苯醚进行重结晶处理，密封保存；使用乙酸酐对均苯四羧酸二酐进行重结晶处理，密封保存；1.2）采用减压蒸馏法去除极性溶剂中的水，将重蒸后的极性溶剂置于干燥器中保存；1.3）在室温和氮气气氛环境下，将步骤1.1）中得到的重结晶后的4,4′‑二氨基二苯醚和均苯四羧酸二酐加入到步骤1.2）中得到的重蒸后的极性溶剂中，搅拌后进行缩聚反应，配制成固含量为5～15wt%的聚酰胺酸溶液；所述4,4′‑二氨基二苯醚和均苯四羧酸二酐的摩尔比为1:1；2）多级孔氮掺杂碳/MgO复合微球材料的制备2.1）将镁盐加入到步骤1.3）中得到的聚酰胺酸溶液中，搅拌，得到混合均匀的混合物A；所述镁盐的添加量为1～20wt%；2.2）将步骤2.1）中得到的混合物A涂覆到大孔支架上，真空浸渍、干燥；所述大孔支架为聚氨酯泡沫；2.3）在惰性气体气氛下，将步骤2.2）中得到的涂覆有混合物A的大孔支架进行高温热处理；所述高温热处理过程包括：在100℃条件下加热0.5～3h，在200℃条件下加热0.5～3h，在 300℃条件下加热0.5～3h；在氮气气氛下，600℃焙烧2h，或者600℃焙烧3h，或者700℃焙烧2h，或者650℃焙烧3h；2.4）将步骤2.3）中高温热处理后得到的产物冷却至室温后，得到具有花状形貌的多级孔氮掺杂碳/MgO复合微球材料。