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专利号: 2020114876420
申请人: 合肥霏润新能源技术有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种聚合物基氮、磷掺杂石墨化多孔碳,其特征在于:所述聚合物基氮、磷掺杂石墨化多孔碳的制备方法包括以下步骤:

(1)向二氯甲烷溶剂中加入4‑羟甲基‑1‑氧代‑1‑磷杂‑2,6,7‑三氧杂双环[2.2.2]辛烷和三乙胺,在‑10至‑0℃下缓慢滴加丙烯酰氯,三者质量比为170‑190:110‑120:100,反应5‑

10h,制备得到丙烯酰酯化1‑磷杂‑2,6,7‑三氧杂双环[2.2.2]辛烷衍生物;

(2)向N,N‑二甲基甲酰胺溶剂中加入质量比为100:0.75‑1.5:0.12‑0.18的丙烯腈、偶氮二异丁腈和RAFT试剂,置于气氛反应装置中,在氮气氛围下加热至75‑85℃,反应10‑20h,制备得到聚丙烯腈基大分子链转移剂;

(3)向N,N‑二甲基甲酰胺溶剂中加入苯乙烯、丙烯酰酯化1‑磷杂‑2,6,7‑三氧杂双环[2.2.2]辛烷衍生物、聚丙烯腈基大分子链转移剂和引发剂偶氮二异丁腈,置于气氛反应装置中,在氮气氛围下,80‑90℃中反应12‑24h,制备得到含磷单体的聚(丙烯腈‑苯乙烯)共聚物;

(4)将含磷单体的聚(丙烯腈‑苯乙烯)共聚物置于气氛炉中,进行预氧化和高温碳化处理,制备得到聚合物基氮、磷掺杂石墨化多孔碳,应用于锂离子电池负极材料中。

2.根据权利要求1所述的一种聚合物基氮、磷掺杂石墨化多孔碳,其特征在于:所述步骤(1)中的4‑羟甲基‑1‑氧代‑1‑磷杂‑2,6,7‑三氧杂双环[2.2.2]辛烷的分子式为C5H9O5P,结构式为 丙烯酰酯化1‑磷杂‑2,6,7‑三氧杂双环[2.2.2]辛烷衍生物的分子式C8H11O6P,为结构式为

3.根据权利要求1所述的一种聚合物基氮、磷掺杂石墨化多孔碳,其特征在于:所述步骤(2)中的RAFT试剂为s,s'‑二(α,α'‑二甲基‑α”‑乙酸)三硫代碳酸酯,分子式为C9H14O4S3,结构式为

4.根据权利要求1所述的一种聚合物基氮、磷掺杂石墨化多孔碳,其特征在于:所述步骤(2)中的气氛反应装置包括加热器,加热器上方设置有水浴锅,水浴锅内部设置有底座,底座上方固定连接有卡槽,卡槽活动连接有滑轮,滑轮与移动板活动连接,移动板上方设置有大反应瓶和小反应瓶,水浴锅上方设置有通气管,通气管两端分别与进气阀和出气阀活动连接。

5.根据权利要求1所述的一种聚合物基氮、磷掺杂石墨化多孔碳,其特征在于:所述步骤(3)中的苯乙烯、丙烯酰酯化1‑磷杂‑2,6,7‑三氧杂双环[2.2.2]辛烷衍生物、聚丙烯腈基大分子链转移剂和偶氮二异丁腈的质量比为100:20‑40:8‑15:0.1‑0.2。

6.根据权利要求1所述的一种聚合物基氮、磷掺杂石墨化多孔碳,其特征在于:所述步骤(4)中的预氧化处理为空气氛围,在220‑280℃预氧化3‑6h。

7.根据权利要求1所述的一种聚合物基氮、磷掺杂石墨化多孔碳,其特征在于:所述步骤(4)中的高温碳化处理为氮气氛围中,在750‑800℃下碳化2‑3h。