一種乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料及其制備方法。該方法以乳液凝膠作為模板，首先將聚丙烯腈溶解在氯化鋅或硫氰化鈉的鹽溶液中，再將水溶性單體、引發劑、交聯劑、乳化劑加入到此溶液中并使其均勻分散，然后加入油相乳化制備成乳液。將該乳液放于一定溫度下，使連續相中的水溶性單體聚合，制備成乳液凝膠，再將該凝膠放于去離子水中浸泡，除去連續相中的鹽，冷凍干燥，制得聚丙烯腈多孔材料，再經環化、碳化制得多孔材料。該方法制備工藝簡單、原料廉價，制備條件溫和，且制得的聚丙烯腈/碳多孔材料具有密度小、孔隙率高、比表面積大、內部孔洞連通性好等優點，在催化劑載體、油水分離等領域有潛在的應用前景。
【專利說明】
一種乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料及其制備方法
技術領域
[0001]本發明屬于多孔材料領域，具體涉及一種乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料及其制備方法。
技術背景
[0002]具有低密度、高比表面積、內部連通性好的聚合物/碳多孔復合材料在能量存儲、催化劑載體、電化學、航空航天、海洋除污等眾多特殊領域有廣泛的應用，因而成為近年來科研工作者的研究熱點之一。根據多孔材料內部孔洞的性質可分為閉孔型多孔材料和開孔型多孔材料。閉孔型多孔材料內部的孔洞被基體材料分離而彼此相互獨立，不具有連通性；而開孔型多孔材料內部的孔洞則彼此相互連通。開孔型多孔材料由于其內部孔洞的連通性，不僅可以方便傳質，而且具有良好的吸聲隔熱效果，因而近年來成為人們研究的熱點。
[0003]多孔材料的制備方法有多種，如添加致孔劑腐蝕造孔法、溶液凝膠法、熱致相分離法、無機凝膠模板法、乳液模板法等(ChemSusChem，2014 , 7，670-689; Energy andBuildings, 2012, 54，320-336)。以無機二氧化硅(S12)氣凝膠為模板，利用化學氣相沉積法(CVD)，在二氧化硅氣凝膠表面沉積制備一層或幾層石墨烯，然后用氫氟酸將基體二氧化硅刻蝕并進行退火處理，從而制備出超輕、超高比強度的多孔碳材料(AdvancedMaterials, 2015, 27, 5943-5949)。將聚丙稀腈、無機二氧化娃通過靜電紡絲技術分別制備出纖維膜，然后將纖維膜溶解在水和叔丁醇的混合溶液中同時加入雙官能團的苯并惡嗪均化，使聚丙烯腈纖維和二氧化硅纖維均勻分散，冷凍干燥除去水和叔丁醇，再在一定條件下使之前溶解的雙官能團苯并惡嗪對聚丙烯腈纖維進行交聯、同時對聚丙烯腈纖維進行環化處理，制備出具有良好導電性、優異油水分離性能的超輕多孔碳材料(NatureCommunicat1ns, 2014, 5，5802-5811)。上述多孔材料的制備過程相對比較繁瑣、復雜、耗時，且成本相對較高，因而限制了大規模生產和實際應用。
[0004]利用乳液模板法制備多孔材料具有過程簡單、效率高、成本低等
優點，而且孔的大小及性質可以通過調節不同參數靈活改變，因而一直受到人們的關注。聚丙烯腈是一種帶有強極性側基的聚合物，側鏈強極性的氰基賦予其獨特的結構和性能，使其在環化后能形成穩定的梯形結構，此外聚丙烯腈在高溫熱解時的碳收率較高(50?55%)因而通常作為制備高性能碳纖維的前驅體。故能通過乳液模板法以聚丙烯腈作為基體材料制備出基于聚丙烯腈的多孔材料，然后將其環化、碳化即可制備出性能優良的多孔碳材料。
[0005]能夠溶解聚丙烯腈的溶液主要有兩類:有機溶劑和部分無機鹽溶液。對于有機溶劑來說，主要是N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)等強極性有機溶劑能夠較好地溶解聚丙烯腈，但是此類溶劑能與水互溶，且通過冷凍干燥等常規方法較難除去，因而難以利用乳液模板法來進行制備;對于無機鹽溶液來說，主要是高濃度的ZnCl2、NaSCN鹽溶液能夠較好地溶解聚丙烯腈，此類鹽溶液在溶解聚丙烯腈后雖然能夠與部分有機溶劑(如環己烷)在一定條件下形成水包油型乳液，但由于鹽濃度太高，導致其連續相的凝固點過低，冷凍干燥難以除去。針對此問題，我們獨創性地在溶有聚丙烯腈的連續相(水相)中引入一定量的水溶性單體、交聯劑、引發劑，在一定條件下引發單體聚合并交聯制備成乳液凝膠。將該乳液凝膠放于一定去離子水中充分浸泡，當凝膠中的鹽被完全泡除后冷凍干燥，除去連續相中的水和分散相中的有機溶劑，即得聚丙烯腈多孔材料。再將該聚丙烯腈多孔材料進行環化、碳化處理，即得全碳多孔材料。利用乳液模板法制備多孔材料雖有很多先例，但利用鹽溶液溶解聚丙烯腈制備出水包油的乳液，并利用乳液凝膠法除去連續相中的鹽來降低連續相的凝固點以方便冷凍干燥的方法還沒有報道。
【發明內容】
[0006]本發明的首要目的在于針對現有多孔材料制備方法的缺點與不足，提供一種乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料。該多孔材料具有比開孔性、表面積大，密度小，疏水性好等優點，在油水分離、催化劑載體、電化學等方面有潛在應用價值。
[0007]本發明目的和內容還在于提供一種乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的制備方法，該方法工藝簡單、制備條件溫和，成本設備要求較低，易于規模化生產，具有良好的應用前景。
[0008]本發明的目的通過以下技術方案實現。
[0009]—種乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的制備方法，該制備方法以聚丙烯腈為基體的多孔材料經環化、碳化后形成多孔材料，具體包括以下步驟:
(1)將聚丙烯腈粉末在加熱及攪拌作用下溶于鹽溶液中，待聚丙烯腈完全溶解后停止攪拌并冷卻至室溫，得聚丙烯腈鹽溶液；
(2)將水溶性單體、引發劑、交聯劑溶于步驟(I)所得聚丙烯腈鹽溶液中作為乳液的連續相，然后加入有機溶劑以及表面活性劑作為乳液分散相，經過乳化形成水包油(0/W)乳液，將該乳液聚合即得乳液凝膠；
(3)將步驟(2)中得到的乳液凝膠放于去離子水中浸泡，將浸泡后的乳液凝膠冷凍干燥即得聚丙烯腈多孔材料；
(4)將步驟(3)中所得聚丙烯腈多孔材料環化、碳化處理，即得到乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料。
[0010]進一步地，步驟(I)所述聚丙烯腈的分子量為7?12萬，聚丙烯腈的質量體積比濃度為6%?10%，其中體積基于鹽溶液的體積;所述鹽溶液為氯化鋅溶液或硫氰化鈉溶液，其中，氯化鋅溶液質量濃度為45%?60%，硫氰化鈉溶液質量濃度為35%?55%;
進一步地，步驟(I)所述加熱的溫度為60?90 °C。
[0011]進一步地，步驟(2)所述單體為丙烯酰胺、異丙基丙烯酰胺和丙烯酸中的一種，單體與鹽溶液的質量體積比為4%?10%;所述引發劑為過硫酸鉀或過硫酸銨，用量為單體摩爾量的0.5%?2%;所述交聯劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，用量為單體質量的0.5?3%。
[0012]進一步地，步驟(2)中的有機溶劑為熔點大于零度且與水不互溶的易揮發溶劑，如苯、環己烷等。所述表面活性劑為分子型表面活性劑或固體粒子表面活性劑，其中，分子型表面活性劑為吐溫-20或吐溫-40，用量占單體質量的2%?5%;固體粒子表面活性劑為親水性二氧化硅粒子，用量占單體質量的1%?4%。
[0013]進一步地，步驟(2)所述乳液分散相體積占水包油乳液體積的60%?80%;所述聚合的溫度為60?80°C ;所述乳化的方式為手搖乳化、斡旋混合乳化或6000r/min?12000r/min高速剪切乳化。
[0014]進一步地，步驟(3)所述乳液凝膠浸泡時間為24?48小時。
[0015]進一步地，步驟(3)冷凍干燥前要放-180C冰箱中冷凍，或用液氮冷凍;冷凍干燥時間為24?72小時。
[0016]進一步地，步驟(4)所述環化的溫度為205?280°C，環化時間為8?16小時;碳化的溫度為800?10000C，碳化氣氛為氬氣，碳化時間為I?3小時。
[0017]由以上所述制備方法制得的一種乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料，該乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料以聚丙烯腈作為多孔材料的基體材料，基體框架中含有聚丙烯酰胺。
[0018]本發明所述的基于乳液凝膠模板法制備的聚丙烯腈/碳多孔材料具有密度小、比表面積大、孔隙率高、內部孔洞連通性好等特點。通過掃描電鏡得知，制備出的多孔材料的孔徑大小為8?30μπι，且孔洞具有較好的連通性。在本發明中，乳化方式、油水比例、乳化劑的含量對材料孔徑大小及連通性有重要影響。
[0019]與現有技術相比，本發明具有如下優點和技術效果:
I)本方法將聚丙烯腈溶于氯化鋅或硫氰化鈉的高濃度鹽溶液中，再用此溶液與高凝固點、易揮發有機溶劑制備成乳液，巧妙回避了強極性有機溶劑(用于溶解聚丙烯腈)因與水互溶而不能制備乳液的問題。
[0020]2)針對高濃度鹽溶液凝固點低、難以冷凍干燥的問題，本發明巧妙地將丙烯酰胺等水溶性單體以及引發劑、交聯劑引入連續相中并引發聚合，制備成乳液凝膠，再通過用去離子水浸泡的方法除去鹽，從而有效解決難以冷凍干燥的問題。
[0021]3)本方法所制備的聚丙烯腈/碳多孔材料具有比表面積大、密度小、孔隙率高、內部孔洞連通性好等特性，因而在吸聲隔熱、催化劑載體、油水分離等領域有潛在應用。
[0022]4)本發明所用原料廉價易得、制備方法簡單，易于規模化生產及實際應用。
【附圖說明】
[0023]圖1為冷凍干燥后的聚丙烯腈多孔材料的掃描電鏡照片。
[0024]圖2為碳化后的多孔碳材料的掃描電鏡照片。
【具體實施方式】
[0025]下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
[0026]實施例1
將0.12g分子量為8萬的聚丙烯腈在70°C攪拌的條件下溶于2mL 60%(質量濃度，下同)的氯化鋅溶液中，待聚丙烯腈完全溶解后停止攪拌并冷卻至室溫，得聚丙烯腈鹽溶液;向該溶液中依次加入0.12g丙稀酰胺單體，5mg過硫酸鉀，1.2mg N ,N-亞甲基雙丙稀酰胺，超聲使其分散均勻。再加入40HL吐溫-20，并分四次加入SmL的環己烷(每次2mL)，手搖乳化制備成油水比為4:1的均一乳液。將該乳液放于70°C的油浴中聚合12小時制得乳液凝膠。將該乳液凝膠從玻璃瓶中取出，浸泡在IL去離子水中36小時，冰箱冷凍后放于冷凍干燥器中冷凍干燥48小時，制得聚丙烯腈多孔材料。將該聚丙烯腈多孔材料在205°C，空氣氛圍中環化16小時，800°C氬氣保護下碳化3小時，制得乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料。該實例制備的聚丙烯腈多孔材料的微觀結構如圖1所示，密度為31.09mg/cm3，乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的微觀結構如圖2所示，密度為300mg/cm3，通過掃描電鏡得知，制備出的乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的孔徑大小為8?30μπι，且孔洞具有較好的連通性。
[0027]實施例2
將0.12g分子量為8萬的聚丙烯腈在70°C攪拌的條件下溶于2mL 60%的氯化鋅溶液中，待聚丙烯腈完全溶解后停止攪拌并冷卻至室溫，得聚丙烯腈鹽溶液；向該溶液中依次加入
0.16g丙稀酰胺單體，6mg過硫酸錢，2.4mg N,N-亞甲基雙丙稀酰胺，超聲使其分散均勾。再加入40yL吐溫-40，并分三次加入6mL的環己烷(每次2mL)，手搖乳化制備成油水比為3:1的均一乳液。將該乳液放于65°C的油浴中聚合18小時制得乳液凝膠。將該乳液凝膠從玻璃瓶中取出，浸泡在IL去離子水中36小時，冰箱冷凍后放于冷凍干燥器中冷凍干燥48小時，制得聚丙烯腈多孔材料。將該聚丙烯腈多孔材料在210°C，空氣氛圍中環化14小時，800°C氬氣保護下碳化3小時，制得乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料。該實例制備的聚丙烯腈多孔材料的密度為32.55mg/cm3，乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的密度為310mg/cm3，通過掃描電鏡得知，制備出的乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的孔洞具有較好的連通性。
[0028]實施例3
將0.16g分子量為7萬的聚丙烯腈在70°C攪拌的條件下溶于2mL 50%的硫氰化鈉溶液中，待聚丙烯腈完全溶解后停止攪拌并冷卻至室溫，得聚丙烯腈鹽溶液；向該溶液中依次加入0.12g丙稀酰胺單體，5mg過硫酸鉀，1.2mg N ,N-亞甲基雙丙稀酰胺，0.04g親水性二氧化硅粒子，超聲使其分散均勾。再分四次加入SmL的苯(每次2mL)，手搖乳化制備成油水比為4:1的均一乳液。將該乳液放于70°C的油浴中聚合12小時制得乳液凝膠。將該乳液凝膠從玻璃瓶中取出，浸泡在IL去離子水中48小時，液氮冷凍后放于冷凍干燥器中冷凍干燥48小時，制得聚丙烯腈多孔材料。將該聚丙烯腈多孔材料在220°C，空氣氛圍中環化12小時，900°C氬氣保護下碳化2小時，制得乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料。該實例制備的聚丙烯腈多孔材料的密度為42.44mg/cm3，乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的密度為400mg/cm3，乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的密度為310mg/cm3，通過掃描電鏡得知，制備出的乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的孔洞具有較好的連通性。
[0029]實施例4
將0.16g分子量為12萬的聚丙烯腈在70°C攪拌的條件下溶于2mL 55%的氯化鋅溶液中，待聚丙烯腈完全溶解后停止攪拌并冷卻至室溫，得聚丙烯腈鹽溶液；向該溶液中依次加入0.12g丙稀酰胺單體，5mg過硫酸鉀，1.2mg N ,N-亞甲基雙丙稀酰胺，20yL吐溫-20，0.02g親水性二氧化硅粒子，超聲使其分散均勻。再分四次加入8ml的環己烷(每次2ml)，手搖乳化制備成均一的乳液。將該乳液放于70°C的油浴中聚合12小時制得乳液凝膠。將該乳液凝膠從玻璃瓶中取出，浸泡在IL去離子水中36小時，液氮冷凍后放于冷凍干燥器中冷凍干燥48小時，制得聚丙烯腈多孔材料。將該聚丙烯腈多孔材料在220°C，空氣氛圍中環化12小時，1000°(:氬氣保護下碳化I小時，制得乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料。該實例制備的聚丙烯腈多孔材料的密度為29.78mg/cm3，乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的密度為300mg/cm3，乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的密度為310mg/cm3，通過掃描電鏡得知，制備出的乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的孔洞具有較好的連通性。
[0030]實施例5
將0.16g分子量為7萬的聚丙烯腈在70°C攪拌的條件下溶于2ml 45%的硫氰化鈉溶液中，待聚丙烯腈完全溶解后停止攪拌并冷卻至室溫，得聚丙烯腈鹽溶液；向該溶液中加入0.12g丙烯酰胺單體，5mg過硫酸鉀，1.2mg N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，30仙吐溫-20，超聲使其分散均勻。再一次性加入8ml的環己烷，渦旋混合3min制備成均一的乳液。將該乳液放于75°C的油浴中聚合8小時制得乳液凝膠。將該乳液凝膠從玻璃瓶中取出，浸泡在IL去離子水中36小時，液氮冷凍后放于冷凍干燥器中冷凍干燥48小時，制得聚丙烯腈多孔材料。將該聚丙烯腈多孔材料在250°C，空氣氛圍中環化10小時，1000°C氬氣保護下碳化I小時，制得乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料。該實例制備的聚丙烯腈多孔材料的密度為30.28mg/cm3，乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的密度為315mg/cm3，乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的密度為310mg/cm3，通過掃描電鏡得知，制備出的乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的孔洞具有較好的連通性。
[0031 ] 實施例6
將0.16g分子量為9萬的聚丙烯腈在70°C攪拌的條件下溶于2mL 60%的氯化鋅溶液中，待聚丙烯腈完全溶解后停止攪拌并冷卻至室溫，得聚丙烯腈鹽溶液；向該溶液中加入0.16g丙烯酰胺單體，5mg過硫酸銨，3.2mg N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，40μ?吐溫-20，超聲使其分散均勾。再一次性加入8mL的環己燒，在轉速為12000r/min的高速剪切作用下乳化2min制備成均一的乳液。將該乳液放于75°C的油浴中聚合8小時制得乳液凝膠。將該乳液凝膠從玻璃瓶中取出，浸泡在IL去離子水中36小時，液氮冷凍后放于冷凍干燥器中冷凍干燥48小時，制得聚丙烯腈多孔材料。將該聚丙烯腈多孔材料在280°C，空氣氛圍中環化8小時，800°C氬氣保護下碳化I小時，制得乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料。該實例制備的聚丙烯腈多孔材料的密度為33.98mg/cm3，乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的密度為350mg/cm3，乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的密度為310mg/cm3，通過掃描電鏡得知，制備出的乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的孔洞具有較好的連通性。
[0032]實施例7
將0.16g分子量為9萬的聚丙烯腈在70°C攪拌的條件下溶于2mL 60%的氯化鋅溶液中，待聚丙烯腈完全溶解后停止攪拌并冷卻至室溫，得聚丙烯腈鹽溶液；向該溶液中加入0.16g丙烯酰胺單體，5mg過硫酸銨，3.2mg N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，40μ?吐溫-20，超聲使其分散均勾。再一次性加入8mL的環己燒，在轉速為6000r/min的高速剪切作用下乳化2min制備成均一的乳液。將該乳液放于75°C的油浴中聚合8小時制得乳液凝膠。將該乳液凝膠從玻璃瓶中取出，浸泡在IL去離子水中36小時，液氮冷凍后放于冷凍干燥器中冷凍干燥48小時，制得聚丙烯腈多孔材料。將該聚丙烯腈多孔材料在280°C，空氣氛圍中環化8小時，800°C氬氣保護下碳化I小時，制得乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料。該實例制備的聚丙烯腈多孔材料的密度為32.75mg/cm3，乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的密度為357mg/cm3，乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的密度為310mg/cm3，通過掃描電鏡得知，制備出的乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的孔洞具有較好的連通性。
[0033]實施例8 將0.16g分子量為9萬的聚丙烯腈在70°C攪拌的條件下溶于2mL 60%的氯化鋅溶液中，待聚丙烯腈完全溶解后停止攪拌并冷卻至室溫，得聚丙烯腈鹽溶液；向該溶液中加入0.16g丙烯酰胺單體，5mg過硫酸銨，3.2mg N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，40μ?吐溫-20，超聲使其分散均勾。再一次性加入8mL的環己燒，在轉速為9000r/min的高速剪切作用下乳化2min制備成均一的乳液。將該乳液放于75°C的油浴中聚合8小時制得乳液凝膠。將該乳液凝膠從玻璃瓶中取出，浸泡在IL去離子水中36小時，液氮冷凍后放于冷凍干燥器中冷凍干燥48小時，制得聚丙烯腈多孔材料。將該聚丙烯腈多孔材料在280°C，空氣氛圍中環化8小時，800°C氬氣保護下碳化I小時，制得乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料。該實例制備的聚丙烯腈多孔材料的密度為33.48mg/cm3，乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的密度為352mg/cm3，乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的密度為310mg/cm3，通過掃描電鏡得知，制備出的乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的孔洞具有較好的連通性。
【主權項】
1.一種乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的制備方法，其特征是:該制備方法是以聚丙烯腈為基體的多孔材料經環化、碳化后形成多孔材料，具體包括以下步驟: (1)將聚丙烯腈粉末在加熱及攪拌作用下溶于鹽溶液中，待聚丙烯腈完全溶解后停止攪拌并冷卻至室溫，得聚丙烯腈鹽溶液； (2)將水溶性單體、引發劑、交聯劑溶于步驟(I)所得聚丙烯腈鹽溶液中作為乳液的連續相，然后加入有機溶劑以及表面活性劑作為乳液分散相，經過乳化形成水包油型乳液，將該乳液聚合即得乳液凝膠； (3)將步驟(2)中得到的乳液凝膠放于去離子水中浸泡，將浸泡后的乳液凝膠冷凍干燥即得聚丙烯腈多孔材料； (4)將步驟(3)中所得聚丙烯腈多孔材料環化、碳化處理，即得到乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料。2.根據權利要求1所述的一種乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的制備方法，其特征是:步驟(I)所述聚丙烯腈的分子量為7?12萬，聚丙烯腈的質量體積比濃度為6%?10%，其中體積基于鹽溶液的體積;所述鹽溶液為氯化鋅溶液或硫氰化鈉溶液，其中，氯化鋅溶液質量濃度為45%?60%，硫氰化鈉溶液質量濃度為35%?55%。3.根據權利要求1所述的一種乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的制備方法，其特征是:步驟(I)所述加熱的溫度為60?90 °C。4.根據權利要求1所述的一種乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的制備方法，其特征是:步驟(2)所述單體為丙烯酰胺、異丙基丙烯酰胺和丙烯酸中的一種，單體與鹽溶液的質量體積比為4%?10%;所述引發劑為過硫酸鉀或過硫酸銨，用量為單體摩爾量的0.5%?2%;所述交聯劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，用量為單體質量的0.5?3%。5.根據權利要求1所述的一種乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的制備方法，其特征是:步驟(2)所述有機溶劑為苯或環己烷;所述表面活性劑為分子型表面活性劑或固體粒子表面活性劑，其中，分子型表面活性劑為吐溫-20或吐溫-40，用量為單體質量的2%?5%;固體粒子表面活性劑為親水性二氧化硅粒子，用量為單體質量的1%?4%。6.根據權利要求1所述的一種乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的制備方法，其特征是:步驟(2 )所述乳液分散相體積占水包油型乳液體積的60%?80%;所述聚合的溫度為60?800C ;所述乳化的方式為手搖乳化、斡旋混合或轉速為6000r/min?12000r/min高速剪切。7.根據權利要求1所述的一種乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的制備方法，其特征是:步驟(3)所述乳液凝膠浸泡時間為24?48小時。8.根據權利要求1所述的一種乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的制備方法，其特征是:步驟(3)冷凍干燥前要放-18 °C冰箱中冷凍，或用液氮冷凍;冷凍干燥時間為24?72小時。9.根據權利要求1所述的一種乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料的制備方法，其特征是:步驟(4)所述環化的溫度為205?280°C，環化時間為8?16小時；碳化的溫度為800?10000C，碳化氣氛為氬氣，碳化時間為I?3小時。10.由權利要求1-9任一項所述制備方法制得的一種乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料，其特征是:該乳液凝膠基聚丙烯腈/碳多孔材料以聚丙烯腈作為多孔材料的基體材料，基體框架中含有聚丙烯酰胺。
【文檔編號】C01B31/02GK105858634SQ201610181762
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月27日
【發明人】王朝陽, 張光照
【申請人】華南理工大學