本發(fā)明涉及一種鎢功能化的介孔炭或介孔高分子材料制備方法。

背景技術(shù)：

炭材料作為主要的催化劑載體和電極材料在能源轉(zhuǎn)化、存儲及再生中發(fā)揮著重要的作用；而鎢作為可變價態(tài)豐富的物種之一，其氧化態(tài)具有優(yōu)異的光活性，其金屬態(tài)及碳化物具有和貴金屬類似的d軌道，進(jìn)而具有類貴金屬的性質(zhì)。因此，將介孔碳材料進(jìn)行鎢的功能化，并輔以適當(dāng)?shù)暮筇幚矸绞?，在催化領(lǐng)域、電化學(xué)領(lǐng)域及光電化學(xué)領(lǐng)域?qū)⒕哂兄匾膽?yīng)用潛力。

目前，介孔炭的鎢功能化主要是通過對成品介孔碳進(jìn)行后處理(比如浸漬)獲得。這種方法獲得的介孔碳載氧化鎢/碳化鎢穩(wěn)定性較差，在反應(yīng)過程中流失嚴(yán)重；并且所得鎢物種分散性差，粒徑尺寸分布大，平均粒徑在20-50nm。本發(fā)明在合成介孔碳的同時引入鎢，通過鎢和碳的化學(xué)作用實現(xiàn)碳化過程中穩(wěn)定鎢的目的，獲得了粒徑均一、高度分散的鎢功能化的有序介孔炭/有序介孔高分子材料

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種鎢功能化的有序介孔炭/有序介孔高分子材料。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實施：

在堿性條件下，合成預(yù)聚的甲階酚醛樹脂。真空脫水后，加入鎢酸，迅速升溫至〉98度，脫水聚合得鎢功能化的低階酚醛樹脂。改性的酚醛樹脂與非離子表面活性劑F127通過自組裝作用，制備出具有介觀結(jié)構(gòu)的、高分散的鎢功能化介孔碳材料；其中所得功能化介孔碳材料的鎢含量在0.01％-40％可調(diào)。

具體操作過程如下，

(1)在苯酚、甲醛的混合溶液中加入NaOH，升溫至70度，攪拌1小時左右。在反應(yīng)體系中加入鹽酸，中和至pH為5-7，將水溶性樹脂和鎢酸混合，加熱使其充分反應(yīng)得到鎢改性的酚醛樹脂。減壓蒸餾除去其中水分之后，將其溶于乙醇中，稀釋至聚合物濃度為10～40％。其中各反應(yīng)物的質(zhì)量比：

苯酚：甲醛：鎢酸：＝1：0.3～3：0.05～0.5

(2)配置F127的乙醇溶液B，并與溶液A充分混合。所得溶液涂板，靜置，待蒸發(fā)自組裝后，惰性氣氛下碳化除去模板劑。

(3)所述惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤?，所述炭化升溫速率?～5℃/min。炭化溫度在350～600度時,得到鎢功能化的介孔高分子材料；炭化溫度＞600度到3000度時，得到鎢功能化的介孔炭材料。

附圖說明

圖1鎢酸為鎢的前體，900度碳化2小時的小角XRD。

圖2鎢酸為鎢的前體，900度碳化2小時的廣角XRD。

圖3鎢酸為鎢的前體，900度碳化2小時的N₂物理吸附。

圖4鎢酸為鎢的前體，900度碳化2小時的孔徑分布。

圖5 F127:Resol＝0.5:1時材料TEM。

圖6 F127:Resol＝1:1時材料TEM。

圖7肼分解反應(yīng)前催化劑TEM。

圖8肼分解反應(yīng)后催化劑TEM。

具體實施方式

實施例1：

在50度下，將21g苯酚、22g(37％)甲醛及25％的NaOH溶液混合。升溫至70度，攪拌1小時。冷卻至室溫。加入鹽酸，中和溶液pH至7后，在溶液中加入與苯酚mol比例依次為0.03，0.06，0.09，0.12的鎢酸，并在100度反應(yīng)0.5小時。之后，與20％的F127乙醇溶液按F127：聚合物質(zhì)量比為1：1混合，在900度氮?dú)庵刑蓟?小時。

產(chǎn)物性質(zhì)為：

實施例2：

在實施例1的基礎(chǔ)上(鎢酸：苯酚＝0.06)，改變F127與聚合物質(zhì)量的比，獲得材料性質(zhì)為：

實施例3：

將所得催化劑用于肼分解催化反應(yīng)。30度時轉(zhuǎn)化率達(dá)到95％，60度時轉(zhuǎn)化率達(dá)到100％。