一种多孔碳/贵金属纳米杂化材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107180974A(43)申请公布日2017.09.19(21)申请号201710352804.1(22)申请日2017.05.18(71)申请人厦门大学地址361000福建省厦门市思明南路４２２号(72)发明人袁丛辉武彤戴李宗毛杰许一婷曾碧榕罗伟昂陈国荣(74)专利代理机构厦门市首创君合专利事务所有限公司35204代理人张松亭秦彦苏(51)Int.Cl.H01M4/88(2006.01)H01M4/90(2006.01)B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种多孔碳/贵金属纳米杂化材料及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种多孔碳/贵金属纳米杂化材料及其制备方法，先以多氨基化合物分别与3,4-二羟基苯甲醛、4-甲酰苯硼酸反应，合成出具有邻苯二酚基团、苯硼酸基团的单体，然后借助邻苯二酚与硼酸间的缩合反应制备含氮、硼元素的硼酸酯聚合物微球，再向其中添加贵金属配合物，利用邻苯二酚基团与贵金属离子的配位作用，贵金属离子取代了硼酸基团而在交联网络中留下了孔洞；接着利用高温煅烧的方式碳化，以热还原的方式将微球中的贵金属配合物还原成贵金属纳米颗粒，最终形成了多孔碳/贵金属纳米杂化材料。该方法不仅在碳纳米微球中负载了贵金属纳米颗粒，且协同掺杂了硼、氮元素，在提升碳纳米材料的电容和电催化性能等方面具有潜在优势。CN107180974ACN107180974A权利要求书1/2页1.一种多孔碳/贵金属纳米杂化材料的制备方法，其特征在于：包括：1)将多氨基化合物及4-甲酰苯硼酸按照摩尔比1:2～4的比例溶于第一溶剂中，在10～50℃、避光、搅拌速率200～600rpm的条件下搅拌反应12～48h，得到含苯硼酸基团单体；将多氨基化合物及3,4-二羟基苯甲醛按照摩尔比1:2～4的比例溶于第二溶剂中，在10～50℃、避光、搅拌速率200～600rpm的条件下搅拌反应12～48h，得到含邻苯二酚基团单体；将所述含苯硼酸基团单体与所述含邻苯二酚基团单体按照摩尔比1:0.5～2的比例溶于第三溶剂中，在10～50℃、避光、搅拌速率200～600rpm的条件下搅拌反应1～12h，反应完成后，固液分离，固体部分洗涤，得到硼酸酯聚合物微球；2)将步骤1)中得到的硼酸酯聚合物微球分散于第四溶剂中，逐滴加入贵金属配合物，所述硼酸酯聚合物微球与贵金属配合物的摩尔比为1～10:1，在10～50℃、避光、搅拌速率200～600rpm的条件下搅拌反应6～24h，固液分离，固体部分洗涤，冷冻干燥，得到贵金属配合物刻蚀的硼酸酯聚合物微球；然后将该贵金属配合物刻蚀的硼酸酯聚合物微球置于惰性气氛下，以1～10℃/min的升温速率升温至600～1000℃，恒温煅烧3～5h后自然冷却至室温，即得所述多孔碳/贵金属纳米杂化材料。2.根据权利要求1所述的多孔碳/贵金属纳米杂化材料的制备方法，其特征在于：所述多氨基化合物为乙二胺、对苯二胺、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、三(2-氨基乙基)胺、三(4-氨基苯基)氨、5,10,15,20-四(4-氨基苯基)卟啉中的一种。3.根据权利要求1所述的多孔碳/贵金属纳米杂化材料的制备方法，其特征在于：所述含苯硼酸基团单体为以下结构式所示的化合物DEB、DB、DFB、TEB、TB、PB中的一种：4.根据权利要求1所述的多孔碳/贵金属纳米杂化材料的制备方法，其特征在于：所述含邻苯二酚基团单体为以下结构式所示的化合物DEC、DC、DFC、TEC、TC、PC中的一种：2CN107180974A权利要求书2/2页5.根据权利要求1所述的多孔碳/贵金属纳米杂化材料的制备方法，其特征在于：所述第一溶剂、第二溶剂、第三溶剂、第四溶剂为醇类。6.根据权利要求5所述的多孔碳/贵金属纳米杂化材料的制备方法，其特征在于：所述醇类为甲醇或乙醇。7.根据权利要求1所述的多孔碳/贵金属纳米杂化材料的制备方法，其特征在于：所述贵金属配合物为氯铂酸、氯金酸、氯钯酸钾、氯化银中的一种。8.根据权利要求1所述的多孔碳/贵金属纳米杂化材料的制备方法，其特征在于：所述惰性气氛为氩气或氮气。9.一种根据权利要求1至8中任一项所述的制备方法所制备的多孔碳/贵金属纳米杂化材料。3CN107180974A说明书1/6页一种多孔碳/贵金属纳米杂化材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于杂化纳米材料领域，特别涉及了一种多孔碳/贵金属纳米杂化材料及其制备方法。背景技术[0002]燃料电池因其高效的能量转换、较低的工作温度以及符合现代人类可持续发展的要求，被认为是21世纪最有前景的车载及便携式电源装置。而它的性能好坏主要取决于其电催