基于聚偏氯乙烯-聚苯乙烯嵌段共聚物的三维多级多孔炭的制备方法

摘要

本发明公开了一种基于聚偏氯乙烯-聚苯乙烯嵌段共聚物的三维多级多孔炭的制备方法。方法的步骤为：(1) 在反应釜中加入偏氯乙烯(VDC)、两亲性大分子RAFT试剂、水溶性引发剂和去离子水，搅拌乳化，通氮除氧，升温进行RAFT活性自由基乳液聚合，降温、排除未反应VDC，得到活性PVDC乳液；(2) 向以上乳液中加入苯乙烯(St)单体、水溶性引发剂，溶胀乳化，升温进行苯乙烯RAFT乳液聚合，得到PVDC-b-PS乳液，破乳凝聚、过滤洗涤、干燥得到嵌段共聚物；(3) 将嵌段共聚物在马弗炉中高温直接碳化一定时间，缓慢降至常温，制得同时含有微孔、中孔和大孔的多级多孔炭。本发明制备工艺简单，得到的多级炭的结构可通过共聚物的嵌段比进行调节，在新能源、催化剂负载等领域具有良好的应用前景。

主权项

一种基于聚偏氯乙烯‑聚苯乙烯嵌段共聚物的三维多级多孔炭的制备方法，其特征在于，方法的步骤如下：1)在反应釜中加入300质量份去离子水、30‑100质量份偏氯乙烯、3‑12质量份两亲性大分子可逆加成‑断裂链转移试剂、0.06‑0.27质量份水溶性引发剂，搅拌30min使反应物混合、乳化，通氮除氧，在50‑70℃进行3‑10h的可逆加成‑断裂链转移活性自由基聚合，降温、排除未反应偏氯乙烯，得到聚偏氯乙烯乳液；再按每100质量份以上聚偏氯乙烯乳液加入3～18质量份苯乙烯单体，搅拌8‑24h使苯乙烯在聚偏氯乙烯种子乳液中充分溶胀，加入0.015～0.20质量份水溶性引发剂，加热至50‑70℃进行苯乙烯可逆加成‑断裂链转移活性自由基乳液聚合，反应10～24h，得到聚偏氯乙烯‑聚苯乙烯嵌段共聚物乳液，加入0.1质量份硫酸破乳、过滤洗涤、干燥得到聚偏氯乙烯‑聚苯乙烯嵌段共聚物；2)将聚偏氯乙烯‑聚苯乙烯嵌段共聚物置于坩埚中，放入马弗炉中，在惰性气体保护下，以2℃/min‑10℃/min速度升温到900℃‑1000℃，恒温2‑6h，再缓慢降温至常温，制得多级多孔炭。