具有高正表面电荷的高分散金属氧化物

摘要

一种金属氧化物，其用通式(I)的基团修饰：-O_1+n-Si(OR¹)_2-n-R²-NR³₂(I)，其中n可以是0、1、2，其中R¹可以是氢原子或C-O键合的C₁-C₁₅烃基，或乙酰基，R²可以是Si-C键合的C₁-C₂₀烃基或芳基，或C₁-C₁₅烃氧基，其中每种情况下，一个或多个、非相邻亚甲基单元可以被基团-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-、-S-或-NR³-替代，并且一个或多个非相邻次甲基单元可以被基团-N＝、-N＝N-或-P＝替代，R³可以是氢原子或任选的单或多不饱和N-C键合的、单价的、任选二价的、C₁-C₂₀烃基，其任选被-CN、-NCO、-NR⁴₂、-COOH、-COOR⁴、卤素、丙烯酰基、环氧基、-SH、-OH或-CONR⁴₂取代，或芳基，或C₁-C₁₅烃氧基，其中每种情况下，一个或多个、非相邻亚甲基单元可以被基团-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-、-S-或-NR⁴-替代，并且一个或多个非相邻次甲基单元可以被基团-N＝、-N＝N-或-P＝替代，R³可以相同或不同，或者氨基-N(R³)₂也可以是脂族或芳香杂环的部分，R⁴具有与R¹相同的含义，并且R⁴可以相同或不同，基于T基团T¹+T²+T³的总强度，T¹和T²基团的NMR信号强度的总和的比例至少为20％，T基团定义如下：T¹：R-Si(OR¹)₂-O-Si，T²：R-Si(OR¹)(-O-Si)₂，T³：R-Si(-O-Si)₃，R是任何希望的有机基团，R¹如上所定义或R¹可以是氢原子。

主权项

一种制备用通式（I）的基团修饰的热解硅石的方法：‑O_1+n‑Si(OR¹)_2‑n‑R²‑NR³₂   (I)其中n是0、1或2，其中R¹可以是氢原子或C‑O键合的C₁‑C₁₅烃基，或乙酰基，R²可以是Si‑C键合的C₁‑C₂₀烃基，或C₁‑C₁₅烃氧基，其中每种情况下，一个或多个、非相邻亚甲基单元可以被基团–O‑、‑CO‑、‑COO‑、‑OCO‑或–OCOO‑、‑S‑或‑NR³‑替代，并且一个或多个非相邻次甲基单元可以被基团–N=、‑N=N‑或–P=替代，R³可以是氢原子或任选的单或多不饱和N‑C键合的、单价的、任选二价的、C₁‑C₂₀烃基，其任选被–CN、‑NCO、‑NR⁴₂、‑COOH、‑COOR⁴、卤素、丙烯酰基、环氧基、‑SH、‑OH或–CONR⁴₂取代，或芳基，或C₁‑C₁₅烃氧基，其中每种情况下，一个或多个、非相邻亚甲基单元可以被基团–O‑、‑CO‑、‑COO‑、‑OCO‑或–OCOO‑、‑S‑或‑NR⁴‑替代，并且一个或多个非相邻次甲基单元可以被基团–N=、‑N=N‑或–P=替代，R³可以相同或不同，或者氨基–N(R³)₂也可以是脂族或芳香杂环的部分，R⁴具有与R¹相同的含义，并且R⁴可以相同或不同，基于T基团T¹+T²+T³的总强度，T¹和T²基团的NMR信号强度的总和的比例至少为20%，T基团定义如下：T¹：R‑Si(OR¹)₂‑O‑SiT²：R‑Si(OR¹)(‑O‑Si)₂T³：R‑Si(‑O‑Si)₃，R是任何希望的有机基团，R¹如上所定义，在‑30至250℃下在无水条件下用通式II的有机硅烷涂覆硅石，反应在20℃至300℃的温度梯度下进行，这意味反应起始时的产物温度在20至100℃的范围内，并且反应结束时的产物温度为80至180℃，温度梯度取决于位置或取决于时间，并且净化发生的净化温度为20至200℃，X_1+nSi(OR¹)_2‑n‑R²‑NR³₂   (II)其中R¹、R²、R³、R⁴和n具有上述含义，R¹和R⁴可以相同，X是卤素、含氮基、OR⁴、OCOR⁴、O(CH₂)_xOR⁴，x是1、2、3。