CN106159272A - 一种用于锂硫电池的含氮粘结剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于锂硫电池的含氮粘结剂及其制备方法，该粘结剂是具有三维网络结构的含氮型环糊精聚合物水性粘结剂。三维网络结构的存在能很好地承受锂硫电池在充放电过程因体积变化带来的机械压力，引入的含氮官能团可有效地抑制多硫离子在电解质中溶解及穿梭效应的问题，环糊精中有大量的羟基存在，与正极材料颗粒间有较强的氢键作用，可较好地维持极片的稳定性，此外，此粘结剂还具有增加导离子的作用。因此此粘结剂可有效解决锂硫电池中正极多硫材料组织结构不稳定的问题，提高复合材料活性物的利用率以及活性物的倍率性能，从而提高电池的比功率、比能量和循环性。

Description

一种用于锂硫电池的含氮粘结剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于锂硫电池的含氮粘结剂及其制备方法，属于化学电源领域。

背景技术

单质硫作为正极的二次锂硫电池由于具有很高的理论比容量1675mAh/g，并且单质硫价格低廉、资源丰富及对环境友好，因此锂硫电池被认为是最具发展潜力的新一代高必能化学电源之一。但由于单质硫存在导电性差以及充放电过程中体积膨胀，放电过程中产生的多硫离子会溶解扩散迁移，从而制约了锂硫电池的进一步发展应用。

针对锂硫电池中存在的这些问题，各国研究人员通过设计制备了各种性能优异的正极材料、负极材料、电解液以及隔膜来以期解决这些问题，而对电池中的一些重要的辅助材料(如导电剂、粘结剂、分散剂等)却研究很少。实际上，粘结剂是化学电源正负极中极其重要的组成部分，对电极乃至整个电池的性能如容量、循环寿命、内阻、快速充电时的内压等都有很大的影响。在电极中，粘结剂的主要作用在于粘结和保持材料活性，同时增强电极活性材料与导电剂的接触以及将活性材料粘结在集流体上，以更好地稳定极片的结构。另一方面，对于在充放电过程中体积会膨胀、收缩的电池正负极材料来说，合适的粘结剂还能对此起到一定的缓冲作用，维持电极结构的稳定性。最后，一种优异的粘结剂最好具有抑制多硫离子在电解质中溶解和迁移的作用，这样能够更好的改善极片的电化学性能。

目前锂硫电池正极仍沿用商业锂电正极粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)，PVDF是性能良好的粘结剂，但其分散剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)或N，N’-二甲基甲酰胺(DMF)具有易燃易爆毒性大的特点；同时分散剂和PVDF的价格比较高，且极片涂布产工艺要求严格密封，能耗和回收费用较大，生产成本变高。另一方面PVDF在非水性电解液中易于肿胀、凝胶化和溶解，形成黏性的流体或凝胶聚合物电解液，这些将导致电极颗粒的脱落，容量衰减和循环寿命缩短。最后，PVDF粘结剂是一种热塑性材料，弹性较差。与油溶性粘结剂相比，水溶性粘结剂具有无毒挥发、环境友好、不易燃烧、成本低廉和使用安全等特点，成为粘结剂的重要发展方向。目前，已有报道的水溶性粘结剂主要有橡胶型、聚丙稀酸脂、氨基酸型等。

中国专利CN101577323公开了一种锂硫二次电池正极粘结剂的制备方法，采用β-环糊精作为锂硫电池正极粘结剂，获得了循环性能比较稳定的硫基正极。但β-环糊精作为水性粘结剂，首先要求其在水中的溶解性好，而β-环糊精在室温下水中溶解度仅为1.85g，虽然加热可以提高β-环糊精在水中的溶解度，但随着水分蒸发，β-环糊精会重新结晶，不能起到将硫基材料粘合的效果。中国专利102074704B公开了羰基化的β-环糊精作为锂硫二次电池正极粘结剂，对β-环糊精进行改性，获得水溶性强的羰基化的β-环糊精，大大地提高了其在水中溶解度，即使蒸干水后，仍无晶体析出，从而有效地增强了粘结剂与硫基材料之间的接触，十分适合作为二次电池正极粘结剂。采用羰基化的β-环糊精作为粘结剂制作的正极和金属锂负极组成二次锂硫电池，容量保持率高，电池循环性能稳定。

以上粘结剂虽然都在提高极片的粘合性以及增加极片稳定性方面做了改进，但是在致于抑制多硫离子在电解质中溶解和迁移等方面存在着不足。

发明内容

本发明的目的主要是针对锂硫电池中存在的多硫离子的穿梭效应引起的容量衰减问题，提供了一种粘合性好、结构稳定的以环糊精为基础制备的具有三维网络结构的含氮环糊精聚合物水性粘结剂，此粘结剂中含氮官能团在抑制多硫离子在电解质中溶解和迁移方面发挥一定的作用，并且此环糊精聚合物克服了环糊精在水中溶解度低、粘度小等缺点。

本发明的技术方案：锂硫二次电池粘结剂由环糊精单体或其衍生物与交联剂反应制备而成的含氮环糊精聚合物。

本发明所述的含氮环糊精粘结剂制备过程主要有三种方法，其中第一种方法可以通过非含氮环糊精制备含氮环糊精粘结剂；第二种由含氮环糊精制备含氮环糊精粘结剂；第三种方法由环糊精直接与含氮交联剂制备含氮环糊精粘结剂。

该粘结剂是具有三维网络结构的含氮环糊精聚合物水性粘结剂，粘结剂的分子量为1000～100000000；三种制备方法步骤入下：

方法一：将环糊精单体或环糊精衍生物与交联剂按摩尔比1∶1～100在含有1～99wt％催化剂的溶剂中0℃～200℃聚合1～100h，得到非含氮环糊精聚合物，再与含氮化合物反应得到含氮环糊精聚合物中。

所用的环糊精单体或其衍生物为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、支链环糊精、甲基化环糊精、羟乙基环糊精、羟丙基环糊精、乙基环糊精、乙酰基环糊精或低分子量β-CD聚合物。

聚合反应使用的催化剂为碱金属碳酸盐、碱土金属的碳酸盐、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、NaH₂PO₄、Na₂HPO₄、Na₃PO₄、Na₂S₂O₃中的一种以上，质量百分浓度为1～99％；

聚合反应使用的交联剂为环氧丙烷、环氧氯丙烷、聚乙二醇、柠檬酸、丁烷四羧酸或聚丙烯酸；

聚合反应溶剂为水、醇、酯、酮、N，N’-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈中的一种以上；

含氮化合物为含有官能团-NR₂、-CR＝N-、-N＝N-、和氮杂环的化合物，其中R为H、烷基、烯基或芳香基；

方法二：将含氮的环糊精与交联剂按摩尔比1∶1～100在含有1～99wt％催化剂的溶剂中0℃～200℃聚合1～100h，得到含氮环糊精聚合物；

聚合反应使用的交联剂为环氧丙烷、环氧氯丙烷、聚乙二醇、柠檬酸、丁烷四羧酸或聚丙烯酸；

聚合反应使用的催化剂为碱金属碳酸盐、碱土金属的碳酸盐、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、NaH₂PO₄、Na₂HPO₄、Na₃PO₄、Na₂S₂O₃中的一种以上，质量百分浓度为1～99％；

聚合反应溶剂为水、醇、酯、酮、N，N’-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈中的一种以上；

含氮的环糊精为含有官能团-NR₂、-CR＝N-、-N＝N-、和氮杂环的环糊精衍生物，其中R为H、烷基、烯基或芳香基；

方法三：将环糊精单体或其衍生物直接与含氮交联剂按摩尔比1∶1～100，在在含有1～99wt％催化剂的溶剂中0～200℃聚合1～100h得到含氮环糊精聚合物；

含氮交联剂为1，6-二异氰酸乙酯、三聚氰胺或双丙烯酰亚胺；

所用的环糊精单体或其衍生物为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、支链环糊精、甲基化环糊精、羟乙基环糊精、羟丙基环糊精、乙基环糊精、乙酰基环糊精或低分子量β-CD聚合物。

聚合反应使用的催化剂为碱金属碳酸盐、碱土金属的碳酸盐、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、NaH₂PO₄、Na₂HPO₄、Na₃PO₄、Na₂S₂O₃中的一种以上，质量百分浓度为1～99％；

聚合反应溶剂为水、醇、酯、酮、N，N’-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈中的一种以上。

环糊精聚合物或者环糊精单体及其衍生物具体引入含氮官能团的方法可归纳以下两种方法：第一种方法是环糊精聚合物或者环糊精单体及其衍生物直接与含氮化合物反应引入含氮的官能团，第二种方法是环糊精聚合物或者环糊精单体及其衍生物先引入间接官能团，再与其它化合物反应，从而得到含氮环糊精聚合物。

下面具体介绍这两种方法。

方法一采用一步法完成，此种方法主要用于引入-NR₂、氮杂环(包括吡咯基、咪唑基、吡啶基、吡嗪基和喹啉基)，其中R为H、烷基、烯基或芳香基。环糊精聚合物或者环糊精单体及其衍生物直接与含氮化合物反应，从而引入含氮官能团。

含氮化合物为胺基化合物、咪唑鎓盐类化合物、吡咯类化合物、吡啶类化合物、吡嗪类化合物和喹啉类化合物。

第二种方法采用两步法完成，此种方法主要用于引入-CR＝N-、-N＝N-，其中R为H、烷基、烯基或芳香基。第一步向环糊精聚合物或者环糊精单体及其衍生物中引入间接官能团，引入的间接官能团有-NH₂、得到环糊精聚合物或者环糊精衍生物中间体-胺基化环糊精、环糊精醛。第二步环糊精中间体与各种胺基化合物或酯类化合物反应得到希夫碱化或偶氮化以及酰胺化的环糊精聚合物或环糊精衍生物。

本发明制备的粘结剂是一种三维网络结构的含氮及非含氮环糊精聚合物水性粘结剂。三维网络结构的存在能很好的承受锂硫电池在充放电过程因体积变化带来的机械应力，引入的含氮官能团可有效吸附多硫离子，从而达到抑制多硫离子在电解质中溶解及穿梭效应的作用，环糊精中有大量的羟基存在，与正极材料颗粒间有较强的氢键作用，可较好地维持极片的稳定性。

以上这些作用将解决锂硫电池中正极多硫材料组织结构不稳定的问题，提高复合材料活性物的利用率以及活性物的倍率性能，从而提高电池的比功率、比能量和循环性。采用此三维网络结构的含氮环糊精聚合物做粘结剂制作的正极与金属锂负极制成组成二次锂硫电池，室温下在100mA g^-1电流密度下进行充放电，首次放电比容量高达1369mAh g^-1，50次循环后容量依然保持有980mAh g^-1，容量保持率高。

附图说明

图1含氮环糊精聚合物结构式

图2制备含氮环糊精聚合物方法一反应式

图3制备含氮环糊精聚合物方法二反应式

图4制备含氮环糊精聚合物方法二反应式

图5含氮环糊精聚合物做粘结剂时锂硫电池的循环曲线图

纵坐标：放电比容量，横坐标：循环放电次数。

具体实施方式

实施例1

在反应瓶中加入25gβ-环糊精，50ml水，15g氢氧化钠，室温剧烈搅拌4h，加入20.35g环氧氯丙烷，室温下继续搅拌4h，加入丙酮停止反应，层析，盐酸调中性，透析，浓缩，得到的β-环糊精聚合物。

实施例2

称取15g实施例1的产物至反应瓶中，加入15g氢氧化钠，65ml N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，20℃下搅拌30min，加入溶有4.04g 4-甲基-苯磺酰氯的15ml DMF溶液，20℃下搅拌3h，HCl中和，透析，浓缩，冷冻干燥，得到对甲苯磺酰化β-环糊精聚合物。

实施例3

将5g干燥的实施例2中的产物溶于100ml N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加入无水3g NaI，90℃磁力搅拌下反应5小时，冷却后旋蒸除去溶剂，大量丙酮洗涤除去过量的NaI，沉淀溶于少量水中，过滤，滤液继续用丙酮洗涤，得到白色粉末。

实施例4

将2.5g实施例3中的产物溶于30ml N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加入1.4g咪唑，60℃磁力搅拌下反应24小时，停止反应，减压蒸除DMF，无水丙酮洗涤，过滤，沉淀溶于少量水中，过滤，反复用无水乙醇洗涤沉淀，干燥，得到白色粉末，即为咪唑基环糊精聚合物。

实施例5

将5g干燥的实施例2中的产物溶于100ml N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加入乙二胺，90℃磁力搅拌下反应5小时，冷却后旋蒸除去溶剂，沉淀溶于少量水中，过滤，滤液继续用丙酮洗涤，得到白色粉末，即为乙二胺环糊精聚合物。

实施例6

将5g干燥的实施例5中的产物溶于100ml N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加入乙酸乙酯，60℃磁力搅拌48小时，冷却后旋蒸除去溶剂，透析，浓缩，冷冻干燥，得到白色固体，即为乙酰胺环糊精聚合物。

实施例7

将5g干燥的实施例1中的产物、2ml三乙胺以及0.384g 3-(2-氯乙酰基)吡啶盐酸盐溶于100ml N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，90℃磁力搅拌下反应12小时，反冷却后旋蒸除去溶剂，透析，浓缩，冷冻干燥，得到白色固体，即为吡啶环糊精聚合物。

实施例8

将5g干燥的实施例1中的产物、2ml三乙胺以及0.425g三氯乙酰吡咯溶于100ml N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，90℃磁力搅拌下反应12小时，反冷却后旋蒸除去溶剂，透析，浓缩，冷冻干燥，得到白色固体，即为吡咯环糊精聚合物。

实施例9

将5g干燥的实施例1中的产物溶于100ml无水N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加入2-碘酰苯甲酸的无水DMF溶液，室温下磁力搅拌6小时，加入丙酮，冷冻抽滤，透析，浓缩，冷冻干燥，得到白色固体，即为环糊精醛聚合物。

实施例10

将4.5g干燥的实施例9中的产物溶于100ml无水吡啶中，加入1.0g酪氨酸，室温下磁力搅拌48小时，加入丙酮，冷冻抽滤，丙酮洗涤若干次，得到的固体，即为希夫碱环糊精聚合物。

实施例11

将4.5g干燥的实施例5中的产物溶于100ml无水吡啶中，加入0.5g吡咯甲醛，室温下磁力搅拌48小时，加入丙酮，冷冻抽滤，丙酮洗涤若干次，得到的固体，即为希夫碱环糊精聚合物。

实施例12

称取15gβ-环糊精至反应瓶中，加入15g氢氧化钠，65ml N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，20℃下搅拌30min，加入溶有4.04g 4-甲基-苯磺酰氯的15ml DMF溶液，20℃下搅拌3h，HCl中和，透析，浓缩，冷冻干燥，得到对甲苯磺酰化β-环糊精。

实施例13

将5g干燥的实施例12中的产物溶于100ml N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加入无水3g NaI，90℃磁力搅拌下反应5小时，冷却后旋蒸除去溶剂，大量丙酮洗涤除去过量的NaI，沉淀溶于少量水中，过滤，滤液继续用丙酮洗涤，得到白色粉末。

实施例14

将2.5g实施例13中的产物溶于30ml N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加入1.4g咪唑，60℃磁力搅拌下反应24小时，停止反应，减压蒸除DMF，无水丙酮洗涤，过滤，沉淀溶于少量水中，过滤，反复用无水乙醇洗涤沉淀，干燥，得到白色粉末，即为咪唑基β-环糊精。

实施例15

将5g干燥的实施例12中的产物溶于100ml N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加入乙二胺，90℃磁力搅拌下反应5小时，冷却后旋蒸除去溶剂，沉淀溶于少量水中，过滤，滤液继续用丙酮洗涤，得到白色粉末，即为乙二胺环糊精聚合物。

实施例16

将5g干燥的实施例15中的产物溶于200ml N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加入乙酸乙酯，60℃磁力搅拌48小时，冷却后旋蒸除去溶剂，透析，浓缩，冷冻干燥，得到白色固体，即为乙酰胺环糊精。

实施例17

将5g干燥的β-环糊精、2ml三乙胺以及0.384g 3-(2-氯乙酰基)吡啶盐酸盐溶于100mlN，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，90℃磁力搅拌下反应12小时，反冷却后旋蒸除去溶剂，透析，浓缩，冷冻干燥，得到白色固体，即为吡啶环糊精。

实施例18

将5g干燥的β-环糊精、2ml三乙胺以及0.425g三氯乙酰吡咯溶于100ml N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，90℃磁力搅拌下反应12小时，反冷却后旋蒸除去溶剂，透析，浓缩，冷冻干燥，得到白色固体，即为吡咯环糊精。

实施例19

将5g干燥的β-环糊精溶于100ml无水N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加入2-碘酰苯甲酸的无水DMF溶液，室温下磁力搅拌6小时，加入丙酮，冷冻抽滤，产物溶解于纯净水中，搅拌并抽滤，滤液冷冻干燥后，得到白色固体，即为环糊精醛。

实施例20

将4.5g干燥的实施例19中的产物溶于100ml无水吡啶中，加入1.0g酪氨酸，室温下磁力搅拌48小时，加入丙酮，冷冻抽滤，丙酮洗涤若干次，得到的固体，即为希夫碱环糊精。

实施例21

将4.5g干燥的实施例15中的产物溶于100ml无水吡啶中，加入0.5g吡咯甲醛，室温下磁力搅拌48小时，加入丙酮，冷冻抽滤，丙酮洗涤若干次，得到的固体，即为希夫碱环糊精聚合物。

实施例22

在反应瓶中加入5g实施例14中的产物，50ml水，3g氢氧化钠，室温剧烈搅拌4h，加入4.07g环氧氯丙烷，室温下继续搅拌4h，加入丙酮停止反应，层析，盐酸调中性，透析，浓缩，得到咪唑环糊精聚合物。

实施例23

在反应瓶中加入5g实施例15中的产物，50ml水，3g氢氧化钠，室温剧烈搅拌4h，加入4.07g环氧氯丙烷，室温下继续搅拌4h，加入丙酮停止反应，层析，盐酸调中性，透析，浓缩，得到乙二胺环糊精聚合物。

实施例24

在反应瓶中加入4g柠檬酸，10ml水，3gNaH₂PO₄·1H₂O，搅拌溶解，加入5g实施例16中的产物，继续在60℃下搅拌4h，反应停止，透析，浓缩，冷冻干燥，得到的乙酰胺环糊精聚合物。

实施例25

在反应瓶中加入4g聚丙烯酸，10ml水，3g NaH₂PO₄·1H₂O，搅拌溶解，加入5g实施例17中的产物，继续在60℃下搅拌4h，反应停止，透析，浓缩，冷冻干燥，得到的吡啶环糊精聚合物。

实施例26

在反应瓶中加入4g丁烷四羧酸，10ml水，3g NaH₂PO₄·1H₂O，搅拌溶解，加入5g实施例18中的产物，继续在60℃下搅拌4h，反应停止，透析，浓缩，冷冻干燥，得到的吡咯环糊精聚合物。

实施例27

在反应瓶中加入5g实施例20中的产物，50ml水，3g氢氧化钠，室温剧烈搅拌4h，加入4.07g环氧氯丙烷，室温下继续搅拌4h，加入丙酮停止反应，层析，盐酸调中性，透析，浓缩，得到希夫碱环糊精聚合物。

实施例28

在反应瓶中加入4g柠檬酸，10ml水，3g NaH₂PO₄·1H₂O，搅拌溶解，加入5g实施例21中的产物，继续在60℃下搅拌4h，反应停止，透析，浓缩，冷冻干燥，得到的希夫碱环糊精聚合物。

实施例29

在反应瓶中加入2.46gβ-环糊精、30mL N，N-二甲基甲酰胺，搅拌溶解，氮气保护下滴加2.0mL交联剂1，6-二异氰酸乙酯，75℃下反应24h，加入丙酮，析出固体，抽滤，滤饼用丙酮反复洗涤后真空干燥，得到酰胺环糊精聚合物。

实施例30

在反应瓶中加入2.46gβ-环糊精、30mL N，N-二甲基甲酰胺，搅拌溶解，氮气保护下滴加2.0g三聚氰胺，75℃下反应24h，加入丙酮，析出固体，抽滤，滤饼用丙酮反复洗涤后真空干燥，得到酰胺环糊精聚合物。

实施例31

在反应瓶中加入2.46gβ-环糊精、30mL N，N-二甲基甲酰胺，搅拌溶解，氮气保护下滴加2.0g双丙烯酰亚胺，75℃下反应24h，加入丙酮，析出固体，抽滤，滤饼用丙酮反复洗涤后真空干燥，得到酰胺环糊精聚合物。

Claims (1)

1.一种用于锂硫电池的含氮粘结剂及其制备方法，其特征是该粘结剂是具有三维网络结构的含氮环糊精聚合物水性粘结剂，粘结剂的分子量为1000～100000000；

粘结剂制备方法为以下三种：

方法一：将环糊精单体或环糊精衍生物与交联剂按摩尔比1∶1～100在含有1～99wt％催化剂的溶剂中0℃～200℃聚合1～100h，得到非含氮环糊精聚合物，再与含氮化合物反应得到含氮环糊精聚合物中。

所用的环糊精单体或环糊精衍生物为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、支链环糊精、甲基化环糊精、羟乙基环糊精、羟丙基环糊精、乙基环糊精、乙酰基环糊精或低分子量β-CD聚合物；

聚合反应使用的催化剂为碱金属碳酸盐、碱土金属的碳酸盐、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、NaH₂PO₄、Na₂HPO₄、Na₃PO₄、Na₂S₂O₃中的一种以上，质量百分浓度为1～99％；

聚合反应使用的交联剂为环氧丙烷、环氧氯丙烷、聚乙二醇、柠檬酸、丁烷四羧酸或聚丙烯酸；

聚合反应溶剂为水、醇、酯、酮、N，N，-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈中的一种以上；

含氮化合物为含有官能团-NR₂、-CR＝N-、-N＝N-、和氮杂环的化合物，其中R为H、烷基、烯基或芳香基；

方法二：将含氮的环糊精与交联剂按摩尔比1∶1～100在含有1～99wt％催化剂的溶剂中0℃～200℃聚合1～100h，得到含氮环糊精聚合物；

聚合反应使用的交联剂为环氧丙烷、环氧氯丙烷、聚乙二醇、柠檬酸、丁烷四羧酸或聚丙烯酸；

聚合反应使用的催化剂为碱金属碳酸盐、碱土金属的碳酸盐、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、NaH₂PO₄、Na₂HPO₄、Na₃PO₄、Na₂S₂O₃中的一种以上，质量百分浓度为1～99％；

聚合反应溶剂为水、醇、酯、酮、N，N’-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈中的一种以上；

含氮的环糊精为含有官能团-NR₂、-CR＝N-、-N＝N-、和氮杂环的环糊精衍生物，其中R为H、烷基、烯基或芳香基；

方法三：将环糊精单体或环糊精衍生物直接与含氮交联剂按摩尔比1∶1～100，在在含有1～99wt％催化剂的溶剂中0～200℃聚合1～100h得到含氮环糊精聚合物；

含氮交联剂为1，6-二异氰酸乙酯、三聚氰胺或双丙烯酰亚胺；

所用的环糊精单体或环糊精衍生物为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、支链环糊精、甲基化环糊精、羟乙基环糊精、羟丙基环糊精、乙基环糊精、乙酰基环糊精或低分子量β-CD聚合物；

聚合反应使用的催化剂为碱金属碳酸盐、碱土金属的碳酸盐、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、NaH₂PO₄、Na₂HPO₄、Na₃PO₄、Na₂S₂O₃中的一种以上，质量百分浓度为1～99％；

聚合反应溶剂为水、醇、酯、酮、N，N’-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈中的一种以上。