反应性模板剂诱导原位超交联法制备层次孔聚合物和碳材料

摘要

首先设计合成出新颖反应性SiO2模板剂(即表面含苄基氯化学官能团的SiO2纳米球),然后利用1,4-对二氯苄(DCX)作为自交联功能单体,成功地发展了一种“反应性模板剂诱导原位超交联法”制备层次孔聚合物(HPP)及其层次孔碳材料(HPC)的新思路:一方面,DCX作为有机单体分子,可与SiO2纳米球表面的苄基氯化学官能团原位反应形成共价键,极大地增强了聚合物前驱体和模板剂的相互作用力,有利于模板剂的高度单分散和表面均匀包覆共价有机聚合物;另一方面,DCX分子可以发生自交联反应,免去交联剂的额外添加,简化了制备流程.利用该法所得HPP具有独特的微孔-中孔-大孔呈层次化分布的孔结构特征:微孔壳-大孔腔空心纳米球之间相互交联堆叠形成丰富的中孔和大孔,各层次纳米孔道紧密相连.进一步地,HPP的共价有机骨架具有超交联化学结构,可确保这类层次孔纳米结构在高温碳化过程中的稳定继承,由此制得HPC,其BET比表面积为756 m2·g-1.