CN110142027B - 一种室温吸氢碳气凝胶材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有室温吸氢功能的碳气凝胶材料，包括碳气凝胶、金属催化剂和炔基有机物。本发明的碳气凝胶材料具有室温不可逆吸氢、吸氢容量高、可成型、可剪裁、厚度可调、使用方便等特点，可用于密闭容器中的吸氢垫层材料，能有效降低容器中氢及其同位素浓度，防止产生爆炸危险。

Description

一种室温吸氢碳气凝胶材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及吸氢领域，特别涉及一种室温吸氢碳气凝胶材料，用于室温下不可逆吸收密闭空间中的氢及其同位素，降低氢浓度。
背景技术
密闭体系中氢气(H2)的产生和累积是不可避免的，其主要来源有：金属和聚合物中溶解的氢，H2O、CO2、CO等在催化剂表面反应产生的氢以及有机材料辐照老化降解释放的氢。这些氢气如果不及时去除会导致密闭体系中氢气压力过高，当其遇到氧气时可能会发生爆炸；另外，这些氢气也会恶化体系中的光学部件、电子线路，导致部件性能恶化、线路失灵或活性金属材料发生腐蚀。因此，需要严格控制密闭环境中的氢气含量。这对活性金属材料及其废料的长久贮存至关重要，其爆炸会释放出大量放射性污染物，对操作人员和环境造成威胁。
为了降低密闭环境中氢气的浓度，通常采用吸氢剂进行吸收。工业上常用的吸氢剂主要有两大类：金属氧化物和有机吸氢剂。目前研究较多的金属氧化物主要有二氧化锰、氧化钯、氧化铜、氧化镍等。例如，氧化铜粉末可作为吸气剂应用于高真空多层绝热低温容器中，当低温压力容器夹层真空度变差时，通过电加热方式使氧化铜粉末和真空夹层内的氢气发生化学反应，生成铜和水蒸汽，水蒸汽被真空夹层内的其他吸气剂吸附，可有效去除低温容器真空夹层内的氢气，使夹层重新回到高真空状态；虽然这种吸气剂具有成本低、使用寿命长等优点，但是，由于金属氧化物与氢气反应活化能较高，所以需要在高温下进行，不能实现室温吸附，且副产物为水，不适合含有金属氢化物或活性金属材料的密闭空间中使用，容易导致金属氢化物水解放出氢气或活性金属材料发生腐蚀。由炔基小分子和钯碳组成的有机吸氢剂能在室温、密闭环境下实现不可逆吸氢。例如，现有技术中存在具有三层复合结构的防氚橡胶手套，外层为阻氢性能较好的橡胶阻挡层，中间为分散有钯/碳催化剂和1,4-对苯炔基苯的橡胶氚气吸收层，第三层为与皮肤相容性较好的橡胶层。当氚气透过表层橡胶层进入中间层时，有机吸氢剂会与氚发生反应进而将氚固定在手套中间层中来达到防氚效果；然而，由于1,4-对苯炔基苯和钯/碳催化剂均为粉末，当加入橡胶中时，会导致二者发生分离，进而使得其实际吸氢(氚)效率仅为理论值的10％左右，这严重限制了其在工业中的广泛应用。为解决钯催化剂与炔基有机物发生分离而导致吸氢效率降低的问题，富炔高分子负载纳米钯催化剂复合吸氢材料应运而生。然而，由于干燥过程中，钯催化剂会发生团聚，使得氢与炔基的反应几率较低，进而测得的吸氢效率也很低。炔基接枝石墨烯负载纳米钯催化剂复合吸氢材料解决了炔基反应物与催化剂的空间接触率问题。但是，由于氧化石墨烯表面羧基、羟基等缺陷点有限，且炔基接枝与钯催化剂负载均需占据缺陷点，二者存在竞争反应，导致纳米金属催化剂负载量和炔基接枝量均较低，很难保证很高的吸氢量，同时，氧化石墨烯表面一旦负载了纳米金属催化剂或接枝了炔基有机物就会破坏氧化石墨烯之间的界面结合力，导致后续不能制备成具有任意形状的吸氢碳气凝胶复合材料，使得该体系不能成型和剪裁。
发明内容
本发明的目的是为解决密闭空间中氢浓度过高容易引起爆炸以及氢会导致活性金属材料发生腐蚀等问题，提供一种室温吸氢碳气凝胶材料及其制备方法。本发明所制备的吸氢碳气凝胶材料，具有室温不可逆吸氢、吸氢量高、可成型、可剪裁、质量轻、强度高、厚度可调、具有较好氢溢效应、使用方便等特点。
本发明的技术方案是：一种室温吸氢碳气凝胶材料，包括以下重量份的各原料组成：
碳气凝胶10～25份；
金属催化剂0.1～1份；
炔基有机物75～90份。
所述的碳气凝胶为氧化石墨烯与碳纳米管混合物经亚硫酸氢钠高温还原后的三维多孔碳组合物，其中氧化石墨烯优选片径为1～100微米、厚度小于1纳米、碳氧比(C/O)为1～3的大片径单层或多层氧化石墨烯或氮掺杂氧化石墨烯；碳纳米管优选外径30～60纳米、内径20～50纳米，长度1～10微米，比表面积大于200平方米/克的大内径薄壁多壁碳纳米管，二者比例优选1:1～3:1。碳气凝胶是本发明产品具有可裁剪性能的关键，其主要由氧化石墨烯与碳纳米管经亚硫酸氢钠高温还原而成。其组分中选用的氧化石墨烯能够发挥四个方面的作用：(1)作为纳米金属催化剂的载体；(2)传递纳米金属催化剂分解产生的氢原子(氢溢效应)；(3)提供π提供共轭作用，增加炔基有机物与还原氧化石墨烯的界面结合力；(4)赋予吸氢复合物可成型和任意剪裁性。首先，作为催化剂的载体，氧化石墨烯表面缺陷点越多，即C/O比越低，越有利于金属催化剂纳米粒子或单原子催化剂的负载；然而，表面缺陷点多会导致氧化石墨烯以及后续还原后的氧化石墨烯表面完整碳六元环结构减少，这会严重影响氢传递效应和π面完共轭效应，进而导致所制备的吸氢碳气凝胶材料吸氢量显著降低；因此，对氧化石墨烯的氧化程度(C/O比)进行了优化控制。第二，由于氧化石墨烯表面缺陷点多，导致制备的碳气凝胶力学强度不足，容易破碎，往往不能满足后续负载纳米金属催化剂和炔基有机物的工艺技术要求，更不能保证所制备的吸氢碳气凝胶复合材料具有可成型与可剪裁性；因此，为了提高吸氢碳气凝胶的力学性能，保证其可成型与剪裁特性，在碳气凝胶制备过程中加入了优选的碳纳米管；碳纳米管作为还原氧化石墨烯气凝胶中的桥梁纽带和力学支撑，可以有效转移外界作用力，保证碳气凝胶的完整性。另外，由于碳纳米管中完美碳六元环结构多，也有利于增强氢传递效应，进而使得所制备的吸氢碳气凝胶复合材料具有较好的力学性能和吸氢性能，保证其可成型和剪裁特性；但是，碳纳米管内外径、长度、比表面积、加入量等因素在其力学作用发挥以及氢传递效应方面也会产生一些微观影响，进一步控制这些参数能够对这些性能产生优化效果。
所述的金属催化剂为钯、铂、镍中的一种或几种组成的单原子或多原子催化剂，或以其为基础组成的钯铁、钯镍等双金属多原子催化剂，负载在碳气凝胶表面，负载质量百分含量为0.5～10％，优选钯或钯镍单原子或多原子催化剂，催化剂形状为单原子、球状、棒状、团簇状等，粒径优选为0.1～10纳米。
所述的炔基有机物为含有一个或几个端炔基、内炔基的小分子化合物或大分子链聚合物，优选室温下呈固态的含炔基的有机小分子中的一种或几种或其与炔基大分子的混合物，其分子结构式如下：
Figure BDA0002044148920000031
Figure BDA0002044148920000041
其中炔基小分子优选1,4-二苯乙炔基苯(a)和1,4-二苯丁二炔(b)；炔基大分子优选分子量低于1000、侧链带炔基的高分子有机物(c)，R为羟基、咪唑基等。炔基有机物的种类很多，有液态小分子如氯丙炔等，有固态小分子如1,4-二苯乙炔基苯和1,4-二苯丁二炔等，有固态大分子如端炔基聚乙烯醇等，还有多种石墨炔等。在密闭环境、低氢压下，要求吸氢复合物为室温不可逆吸氢，而液态炔基小分子会与邻近基材产生相互作用，导致材料性能恶化，因而不适合密闭环境中长期使用；石墨炔虽然本身既可作为纳米金属催化剂的载体，又含有炔基，但是由于其反应温度较高，室温吸氢效果不佳，同时负载纳米金属催化剂的石墨炔也很难制成可成型和可剪裁的材料。理论计算表明：1,4-二苯乙炔基苯、1,4-二苯丁二炔等炔基小分子和分子量低于1000、侧链带炔基的炔基大分子加氢反应活化能较低，更有利于实现室温吸氢要求。因此，本发明炔基有机物的优选方案能够达到更优的室温吸氢效果。
本发明还提供了一种室温吸氢碳气凝胶材料的制备方法，包括下述步骤：
S1：对氧化石墨烯和碳纳米管的混合溶液进行高温化学还原反应，然后冷冻干燥得到碳气凝胶；
S2：将碳气凝胶放置于水中并在超声作用下依次加入金属催化剂的盐溶液和硼氢化钠溶液，然后冷冻干燥得到负载金属催化剂的碳气凝胶；
S3：将含有炔基有机物的悬浮液渗透到负载纳米金属催化剂的碳气凝胶中，干燥后即得同时负载炔基有机物和纳米金属催化剂的碳气凝胶。
其中，所述步骤S1包括：按质量比称取一定比例的氧化石墨烯和碳纳米管，置于去离子水中，超声分散60分钟，形成氧化石墨烯-碳纳米管混合溶液；然后向上述混合溶液中滴加浓度为0.04摩尔/升的亚硫酸氢钠溶液，亚硫酸氢钠与石墨烯-碳纳米管的比例为1:10，滴加完毕继续搅拌5分钟，然后在90℃下高温还原5小时，得到还原氧化石墨烯-碳纳米管混合溶液；将还原氧化石墨烯-碳纳米管混合溶液倒入指定形状的容器中，放入冷冻干燥机中在-5冻下冷冻干燥72小时，脱除水分，即得碳气凝胶。
其中，所述步骤S2包括：将碳气凝胶重新放置于去离子水中，然后在缓慢超声作用下滴加一定量的金属催化剂盐溶液，滴加完毕后继续超声5分钟；然后滴加一定量的硼氢化钠溶液，滴加完毕后继续超声5分钟，将负载纳米金属催化剂的碳气凝胶放入冷冻干燥机中在-5冻下冷冻72小时，脱除水分，即得负载纳米金属催化剂的碳气凝胶。
其中，所述步骤S3包括：将炔基有机物在搅拌超声作用下溶于有机溶剂中，形成炔基有机物悬浮液；然后在负压作用下将炔基有机物悬浮液渗透到负载纳米钯催化剂的碳气凝胶中，室温真空干燥48小时，即得同时负载炔基有机物和纳米金属催化剂的碳气凝胶。
本发明产生的有益效果是：本发明的室温吸氢碳气凝胶材料具有室温不可逆吸氢、吸氢量高等特点，能有效降低密闭空间中的氢浓度。本发明的室温吸氢碳气凝胶材料制备简单，厚度可调，可根据使用工况进行剪裁，使用方便。因此，本发明的室温吸氢碳气凝胶材料，特别适用于密闭空间中金属与金属或金属与非金属之间的填充垫层材料，防止密闭空间中因氢浓度过高而引起的爆炸，减少氢气等小分子气体对活性金属材料的腐蚀。
附图说明
构成本发明的一部分附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是碳纳米管、氧化石墨烯和碳气凝胶的扫描电子显微镜(SEM)图；
图2是碳气凝胶负载纳米钯催化剂的(a)透射电子显微镜(TEM)照片和(b)粒径分布；
图3是负载纳米钯/镍催化剂的碳气凝胶的(a)TEM照片、(b，c)元素分布和(d)X射线能谱图；
图4是1,4-二苯乙炔基苯与负载纳米钯催化剂的碳气凝胶形成的吸氢碳气凝胶组合物照片及显微结构；
图5是吸氢实验装置系统示意图及实物照片；
图6是(a)钯/碳-1,4-二苯乙炔基苯、(b)碳气凝胶吸氢复合物、(c)石墨烯吸氢复合物和(d)接枝炔基还原氧化石墨烯负载纳米钯催化剂复合物的吸氢曲线。
图7是吸氢碳气凝胶微观结构示意图。
具体实施方式
下面通过结合附图对本发明创造进行进一步说明，但不限定本发明的保护范围。
组分材料的获得
氧化石墨烯选自南京吉仓纳米材料有限公司的JCGO-98-1-50的大尺寸氧化石墨烯。碳纳米管选自南京吉仓纳米材料有限公司的JCMT-70-35-5大内径多壁碳纳米管。四氯钯酸钠选自阿拉丁化学试剂公司，纯度大于99％。一水合硝酸镍或六水合氯化镍选自阿拉丁化学试剂公司，纯度大于99％。硼氢酸钠选自阿拉丁化学试剂公司，纯度大于99％。所有化学试剂放在真空容器中密封保存，防止潮解。
物理化学性能的测试方法
(1)TEM测试
将样品稀释后滴在微栅上，并在室温下用红外灯缓慢将微栅上的样品烘干，然后采用Carl Zeiss公司的Libra 200FE 200kV场发射透射电子显微镜观察碳纳米管、纳米钯粒子在碳气凝胶表面的分布情况以及纳米钯粒径大小。
(2)SEM测试
采用FEI Helios Nanolab 600i场发射扫描电子显微镜观察氧化石墨烯、碳气凝胶和吸氢碳气凝胶的表面形貌。测试前，吸氢碳气凝胶样品表面均需喷金，金层厚度约300μm。
(3)吸氢性能测试
吸氢实验装置系统如图5所示。首先利用标准缓冲罐对反应样品池、管路系统进行体积标定，然后根据实际体积和所需测试压力计算出系统中需预先注入的气体压力。将反应容器和管路等抽空后，关闭阀门V1。按照预设压力在标准容器以及标准容器与传感器之间的管路中充入氢气，关闭阀门V2。压力传感器平衡后开启阀门V1，将氢气充入装有样品反应容器内，记录压力变化，直至压力变化较小后停止实验。采用PVT法计算出吸氢复合材料的吸氢容量。
实施例1碳气凝胶的制备
分别称取0.2克氧化石墨烯(JCGO-98-1-50)和0.1克碳纳米管(JCMT-70-35-5)，置于100毫升去离子水中，超声分散60分钟，形成氧化石墨烯-碳纳米管混合溶液(混合液1)；然后向上述混合溶液中滴加10毫升、0.04摩尔/升的亚硫酸氢钠溶液，滴加完毕继续超声30分钟并在90摄氏度下高温还原5小时，得到还原氧化石墨烯-碳纳米管混合溶液(混合液2)；将混合液2倒入指定形状的容器中，放入冷冻干燥机中在-5摄氏度下冷冻72小时，脱除水分，即得碳气凝胶。
实施例2负载纳米钯催化剂的碳气凝胶的制备
将0.075克碳气凝胶置于10毫升去离子水中，然后在超声作用下滴加10毫升、0.04毫摩尔/升的四氯钯酸钠溶液，滴加完毕后继续超声5分钟；然后滴加5毫升、0.05毫摩尔/升(过量)的硼氢化钠溶液，滴加完毕后再超声5分钟。取出负载纳米钯催化剂的碳气凝胶并放入冷冻干燥机中在-5冷下冷冻72小时，脱除水分，即得干燥的负载纳米钯催化剂的碳气凝胶。
实施例3负载纳米钯/镍催化剂的碳气凝胶的制备
将0.075克碳气凝胶放置于10毫升去离子水中，然后在超声作用下滴加10毫升、0.03毫摩尔/升的四氯钯酸钠和0.02毫摩尔/升的一水合硝酸镍混合溶液，滴加完毕后继续超声5分钟；然后滴加5毫升、0.05毫摩尔/升(过量)的硼氢化钠溶液，滴加完毕后再超声5分钟。取出负载纳米钯/镍催化剂的碳气凝胶并放入冷冻干燥机中在-5冷下冷冻72小时，脱除水分，即得干燥的负载纳米钯/镍催化剂的碳气凝胶。
实施例4负载纳米钯或钯/镍催化剂和炔基有机物的碳气凝胶的制备
将0.85克1,4-二苯乙炔基苯溶于二氯甲烷溶液中，超声分散形成1,4-二苯乙炔基苯悬浊液；将0.15克负载纳米钯或钯/镍催化剂的碳气凝胶放入密闭容器中，抽真空至-0.09MPa；然后在负压作用下将1,4-二苯乙炔基苯悬浊液吸入负载纳米钯或钯/镍催化剂的碳气凝胶中，冷冻干燥，即得同时负载纳米钯或钯/镍催化剂和1,4-二苯乙炔基苯的碳气凝胶。
采用上述过程和方法，分别获得以下四个配方(配方中各组分的添加量以重量分数计)的吸氢材料产品：
配方一
碳气凝胶：15，氧化石墨烯与碳纳米管的质量比为2:1，
纳米钯催化剂：0.8
1,4-二苯乙炔基苯：85
配方二
碳气凝胶：18，氧化石墨烯与碳纳米管的质量比为3:1，
纳米钯/镍催化剂：1
1,4-二苯乙炔基苯：81
配方三
碳气凝胶：16，氧化石墨烯与碳纳米管的质量比为1:1，
纳米钯催化剂：0.7
1,4-二苯丁二炔：84
配方四
碳气凝胶：10，氧化石墨烯与碳纳米管的质量比为3:1，
纳米钯/镍催化剂：0.8
端炔基聚乙烯醇(炔基含量25wt％)：20
1,4-二苯乙炔基苯：70
对比例的提供
为了对比体现本发明的效果，提供以下五个对比例加以对比说明。
对比例1
吸氢组成物按重量份包括下述配方：
钯/碳(阿拉丁，Pd含量5wt％)：25
1,4-二苯乙炔基苯：75
按照配比将上述比较例1组分中的所有钯/碳和1,4-二苯乙炔基苯在日本THINKY公司生产的RN-500的公转自转混合脱泡机中以1000转/分钟的速度搅拌10分钟，得钯/碳-1,4-二苯乙炔基苯吸氢组成物1。
对比例2
吸氢组成物按重量份包括下述配方：
钯/还原氧化石墨烯：25
1,4-二苯乙炔基苯：75
按照配比将上述比较例2组分中的所有钯/还原氧化石墨烯和1,4-二苯乙炔基苯在日本THINKY公司生产的RN-500的公转自转混合脱泡机中以1000转/分钟的速度搅拌10分钟，得钯/还原氧化石墨烯-1,4-二苯乙炔基苯吸氢组成物2。
对比例3
吸氢复合物按重量份包括下述配方：
钯/碳(阿拉丁，Pd含量5wt％)：2.5
1,4-二苯乙炔基苯：7.5
丁基橡胶90
按照配比称取上述比较例3组分中所有钯/碳、1,4-二苯乙炔基苯和丁基橡胶，球磨混合均匀，然后在120摄氏度下烘烤2小时，即得吸氢复合物3。
对比例4
吸氢复合物按重量份包括下述配方：
端炔基聚乙烯醇(炔基含量25wt％)：97
纳米钯催化剂：3
按照配比称取上述比较例4组分中所有端炔基聚乙烯醇溶于N,N-二甲基甲酰胺中，然后向上述溶液中依次滴加四氯钯酸钠溶液和硼氢化钠溶液，即得负载纳米钯催化剂的端炔基聚乙烯醇吸氢组合物，冷冻干燥，即得吸氢复合物4。
对比例5
吸氢复合物按重量份包括下述配方：
炔基化石墨烯(炔基接枝量1wt％)：99.5
纳米钯催化剂：0.5
按照配比称取上述比较例5组分中所有炔基化石墨烯，加入到N,N-二甲基甲酰胺中，超声分散1小时；然后向上述溶液中依次滴加四氯钯酸钠溶液和硼氢化钠溶液，即得负载纳米钯催化剂的炔基化石墨烯吸氢组合物，离心过滤干燥，即得吸氢复合物5。
结果和分析
将实施例和对比例中得到的吸氢复合物进行吸氢量和成型测试，其结果如表1所示。
Figure BDA0002044148920000101
对表1数据进行分析，我们不难发现配方一～配方四制备的吸氢碳气凝胶吸氢量基本与钯/碳-1,4-二苯乙炔基苯(对比例1)或钯/还原氧化石墨烯-1,4-二苯乙炔基苯(对比例2)相当，并且同时解决了吸氢材料的成型和剪裁问题。该材料具有柔软性、可压缩和可剪裁性，可随密闭容器中密闭空间厚度、形状而任意调节，解决了钯/碳-1,4-二苯乙炔基苯、钯/还原氧化石墨烯-1,4-二苯乙炔基苯等粉体压制片受力容易破碎，不能弯曲和剪裁的问题；与吸氢复合物(对比例3)相比，该工艺解决了钯/碳-1,4-二苯乙炔基苯与橡胶混合后能成型和剪裁但吸氢量显著降低的问题；与富炔高分子负载纳米钯催化剂复合材料(对比例4)相比，该碳气凝胶吸氢量可达富炔高分子负载纳米钯催化剂复合材料的几十至几百倍，解决了富炔高分子负载纳米钯催化剂复合材料可成型但吸氢量低和不可剪裁等问题。与负载纳米钯催化剂的炔基化石墨烯吸氢组合物(对比例5)对比，该碳气凝胶不仅吸氢量高，且解决了吸氢复合物成型与剪裁问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种室温吸氢碳气凝胶材料，包括以下重量份的各原料组成：
碳气凝胶10～25份；
金属催化剂0.1～1份；
炔基有机物75～90份；
其中，所述的碳气凝胶为氧化石墨烯与碳纳米管经高温化学还原后的混合物，所述的金属催化剂和炔基有机物同时负载于碳气凝胶上；
所述的碳气凝胶为氧化石墨烯与碳纳米管混合物经亚硫酸氢钠高温还原后的三维多孔碳组合物；其中，氧化石墨烯选择片径为1～100微米、厚度小于1纳米、碳氧比(C/O)为1～3的大片径单层或多层氧化石墨烯或氮掺杂氧化石墨烯；碳纳米管选择外径30～60纳米、内径20～50纳米，长度1～10微米，比表面积大于200m 2 /g的大内径薄壁多壁碳纳米管；氧化石墨烯与碳纳米管的质量比为1:1～3:1；
所述的金属催化剂为钯、铂、镍中的一种或几种组成的单原子或多原子催化剂；
室温吸氢碳气凝胶材料的制备方法，包括下述步骤：
S1：对氧化石墨烯和碳纳米管的混合溶液进行高温化学还原反应，然后冷冻干燥得到碳气凝胶；
S2：将碳气凝胶放置于水中并在超声作用下依次加入金属催化剂的盐溶液和硼氢化钠溶液，然后冷冻干燥得到负载金属催化剂的碳气凝胶；
S3：将含有炔基有机物的悬浮液渗透到负载纳米金属催化剂的碳气凝胶中，干燥后即得同时负载炔基有机物和纳米金属催化剂的碳气凝胶。
2.根据权利要求1所述的一种室温吸氢碳气凝胶材料，其特征在于，所述的金属催化剂为钯或钯镍单原子或多原子催化剂，或以其为基础组成的双金属多原子催化剂；所述的炔基有机物为含有一个或几个端炔基、内炔基的小分子化合物或大分子链聚合物。
3.根据权利要求1所述的一种室温吸氢碳气凝胶材料，其特征在于，金属催化剂形状为单原子、球状、棒状或团簇状，粒径为0.1～10纳米。
4.根据权利要求1所述的一种室温吸氢碳气凝胶材料，其特征在于，所述的金属催化剂负载在碳气凝胶上，负载质量百分含量为0.5～10％。
5.根据权利要求1所述的一种室温吸氢碳气凝胶材料，其特征在于，所述的炔基有机物为室温下呈固态的含炔基的有机小分子中的一种或几种混合物或与炔基大分子的混合物；
其中炔基小分子为1,4-二苯乙炔基苯和1,4-二苯丁二炔，炔基大分子为侧链带炔基。
6.根据权利要求1所述的一种室温吸氢碳气凝胶材料的制备方法，其特征在于：
包括下述步骤：
S1：对氧化石墨烯和碳纳米管的混合溶液进行高温化学还原反应，然后冷冻干燥得到碳气凝胶；
S2：将碳气凝胶放置于水中并在超声作用下依次加入金属催化剂的盐溶液和硼氢化钠溶液，然后冷冻干燥得到负载金属催化剂的碳气凝胶；
S3：将含有炔基有机物的悬浮液渗透到负载纳米金属催化剂的碳气凝胶中，干燥后即得同时负载炔基有机物和纳米金属催化剂的碳气凝胶。
7.根据权利要求6所述的一种室温吸氢碳气凝胶材料的制备方法，所述步骤S1包括：按质量比称取一定比例的氧化石墨烯和碳纳米管，置于去离子水中，超声分散60分钟，形成氧化石墨烯-碳纳米管混合溶液；然后向上述混合溶液中滴加浓度为0.04摩尔/升的亚硫酸氢钠溶液，亚硫酸氢钠与石墨烯-碳纳米管的比例为1:10，滴加完毕继续搅拌5分钟，然后在90℃下高温还原5小时，得到还原氧化石墨烯-碳纳米管混合溶液；将还原氧化石墨烯-碳纳米管混合溶液倒入指定形状的容器中，放入冷冻干燥机中在-5℃下冷冻干燥72小时，脱除水分，即得碳气凝胶。
8.根据权利要求所6述的一种室温吸氢碳气凝胶材料的制备方法，其特征在于：
所述步骤S2包括：将碳气凝胶重新放置于去离子水中，然后在缓慢超声作用下滴加一定量的金属催化剂盐溶液，滴加完毕后继续超声5分钟；然后滴加一定量的硼氢化钠溶液，滴加完毕后继续超声5分钟，将负载纳米金属催化剂的碳气凝胶放入冷冻干燥机中在-5℃下冷冻72小时，脱除水分，即得负载纳米金属催化剂的碳气凝胶。
9.根据权利要求6所述的一种室温吸氢碳气凝胶材料的制备方法，其特征在于：
所述步骤S3包括：将炔基有机物在搅拌超声作用下溶于有机溶剂中，形成炔基有机物悬浮液；然后在负压作用下将炔基有机物悬浮液渗透到负载纳米钯催化剂的碳气凝胶中，室温真空干燥48小时，即得同时负载炔基有机物和纳米金属催化剂的碳气凝胶。
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