一种新型氟功能化有序介孔碳材料及其合成方法

摘要

本发明公开了一种新型氟功能化有序介孔碳材料及合成方法。合成分子量为200-500的低分子量氟功能化甲阶酚醛树脂，再引入表面活性剂自组装体系，通过溶剂挥发诱导自组装；再经碳化制备了氟功能化的介孔碳材料。所制备的氟功能化的介孔碳材料高度有序，比表面高(600-1000m²/g)，孔容大(0.3-0.7cm³/g)，孔径均一(2.3-5.0nm)。在三电位体系的循环伏安法研究中表明，经该材料修饰以后的循环伏安曲线的氧化还原峰间的电位差较小(ΔE＝87mV)，电极表面电子传递速率快。本发明与传统的氟化过程相比具有操作简单，原料价格低廉，设备要求低等优点。因此，在电极材料方面有广泛的应用前景。

主权项

1.一种氟功能化有序介孔碳材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：分别将表面活性剂和低分子量氟功能化甲阶酚醛树脂溶于有机溶剂，将这两种有机溶液混合均匀，搅拌并使其溶剂挥发诱导自组装；待溶剂挥发完全后，在100-120℃下低温热固12-36小时；除去表面活性剂，碳化即得到高度有序功能化的含氟介孔碳材料；所述氟功能化甲阶酚醛树脂，分子量为200-500；所述氟功能化甲阶酚醛树脂与表面活性剂的质量比为1-5；所述的表面活性剂为非离子表面活性剂，为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷三嵌段共聚物或烷烃-聚环氧乙烷二嵌段共聚物表面活性剂，其通式可以用CaH2a+1EOb、EOcPOdEOc表示，其中a数值范围为10-18，b为5-25，c为5-135，d为25-135；所述的有机溶剂为C1-C4的醇类、苯、甲苯、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷或乙醚；所述低分子量氟功能化甲阶酚醛树脂的制备方法包括以下步骤：带有氟功能基团的酚类和甲醛作为有机前驱物，与苯酚在碱的催化作用下，在60-90℃下进行缩合反应，缩合的反应时间为30-60分钟；所述的碱选自三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氨水中的一种；所述的带有氟功能基团的酚类选自对氟苯酚、间氟苯酚、3，5-二氟苯酚中的一种；所述的带有氟功能基团的酚类与苯酚的摩尔比为0-5；所述的甲醛与苯酚和带有氟功能基团的酚类总和的摩尔比为1.5-3。