CN115254163B - 一种催化剂及其制备方法和在六氟丁二烯制备过程中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子特气领域，尤其涉及一种催化剂及其制备方法和在六氟丁二烯制备过程中的应用，所述催化剂包括由层状结构矿物构成的基材；所述基材表面包覆有一层碳层；所述碳层中掺杂有氮原子；所述碳层中还负载有金属卤化物。本发明中的催化剂能够有效降低1,4‑二卤全氟丁烷在转变成六氟丁二烯时所需要的能量，使得反应的选择性以及反应速度也迅速提升本发明采用淤浆法制备六氟丁二烯，整体反应温和可控，无需使用高活性易分解的原料，大大降低了反应时的难度以及后续处理的难度，使得反应能够在更温和的条件下高效率进行，并且本发明其制备方法简单，无需特别的保护处理，且成本低廉，能够有利于产业化使用。

Description

一种催化剂及其制备方法和在六氟丁二烯制备过程中的应用

技术领域

本发明涉及电子特气领域，尤其涉及一种催化剂及其制备方法和在六氟丁二烯制备过程中的应用。

背景技术

半导体芯片作为信息产业的基础，已经成为基础性战略性产业。大规模集成电路和高速高容存储芯片是IT行业的核心，随着电子工业的不断发展，在其加工过程中，刻蚀线宽要求越来越窄。刻蚀技术的核心是等离子刻蚀剂的研发，六氟丁二烯（C₄F₆）是新一代性能优良的集成线路刻蚀气体，它不仅可以对小于90nm甚至更窄宽度的超大型集成线路进行干刻蚀，具有高选择性和高精确性，更适合于高深宽比的刻蚀工艺。

六氟丁二烯在0.13μm技术层面有许多刻蚀上的优点，它比C₄F₈有更高的对光阻和氮化硅选择比，在使用时可以提高刻蚀的稳定性，提高刻蚀速率和均匀度，从而提高产品优良率。六氟丁二烯还具有非常低的温室效应（GWP仅为290，在大气中2d即可完全分解），对臭氧层危害性小，是一种环境友好的干刻蚀气体。

制备六氟丁二烯的方法有很多种，其中能够实现工业化生产的路线按原料与反应步骤数可分为以下5种：

（1）以1,2-二氟二氯乙烯作为原料，经过4个步骤，最终合成六氟丁二烯；

（2）以三氟氯乙烯为原料，经3个步骤，最后合成了六氟丁二烯；

（3）以三氟溴乙烯为原料，经过两步反应，制得六氟丁二烯；

（4）以四氟乙烯为反应原料，通过二步反应制备，得到六氟丁二烯；

（5）以1,4-二卤全氟丁烷为反应原料，经过一步反应，制得六氟丁二烯。

针对方法5，由于其具有反应路线短的优势，因此具有良好的发展潜力。

1985年，Bargigia6首次报道了通过对α,ω-二碘全氟烷烃进行脱IF反应制备六氟丁二烯的方法。1.4-二碘全氟丁烷在非质子型有机溶剂(非极性溶剂或极性非质子型的醚、环醚)中与有机金属化合物(可以是烷基镁、含卤芳基镁、二烷基镁、二芳基镁、锌和镉的烷基化合物以及烷基锂或芳基锂)反应，最佳的六氟丁二烯制备条件是:在-80℃下将含有丁基锂的己烷溶液滴加到含有1.4-二碘全氟丁烷的无水乙醚溶液中，随后自然升至室温再加热至沸腾并保温30min，最终六氟丁二烯的产率可达97.5%。

尽管以α,ω-二碘全氟烷烃为原料制备全氟二烯烃具有步骤少、产率高的优点，但由于有机金属化合物不仅价格昂贵，而且化学活性高、易分解、难处理，导致大规模生产存在一定的危险，因此工业化生产难度较大。

MIKI，Jun和YOSHIMI等报道(EP1247791)使用I-CF₂-CF₂-CF₂-CF₂-I与Zn混合后升温至120℃，维持30分钟后加入一定量的DMF引发反应，反应30分钟后得到混合气体，其全氟丁二烯含量为65％。收率为54.4％。

该方法虽然反应操作简单，但是由于使用了NN-二甲基甲酰胺等极性有机物，1.4-二碘全氟丁烷在上述过程中会发生环化和氢取代反应，使得副产物的产量过高，限制了该法的进一步发展。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的六氟丁二烯在制备过程中原料危险性高，同时副产物产量过高的缺陷，提供了一种催化剂及其制备方法和在六氟丁二烯制备过程中的应用。

为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种催化剂，其能够用于催化1,4-二卤全氟丁烷转变成六氟丁二烯；

所述催化剂包括由层状结构矿物构成的基材；

所述基材表面包覆有一层碳层；

所述碳层中掺杂有氮原子；

所述碳层中还负载有金属卤化物。

本发明中的催化剂，其包括层状结构矿物构成的基材，由于基材之间是以片层与片层散乱的形式支撑，因此会在基材的层间形成大量的空隙，从而在催化反应的过程中反应物能够填充在这些空隙中，并且由于反应物受到片层表面的吸附作用，使得整个反应体系会被基材内部形成的空隙所分隔成若干微反应区域。由于每个微反应区域内部单独进行，且每个微反应区域由于反应条件保持恒定，使得在微反应区域1,4-二卤全氟丁烷在转变成六氟丁二烯时反应的选择性以及反应速度也迅速提升。

同时，本发明在基材表面包覆有一层碳层，其首先增加了基材的表面粗糙度，更加容易负载反应物，使得反应物能够稳定停留在基材之间的空隙中，保证了微反应区域反应条件的稳定性。同时，碳层具有良好的导电性，其能够充当电子介质，从而促进电子从金属转移到1,4-二卤全氟丁烷中，提高了1,4-二卤全氟丁烷在微反应区域内部的反应速率。

此外，由于本发明中在碳层中还掺杂有氮原子，首先氮原子的掺杂能够提升碳层的极性，并且氮原其能够与1,4-二卤全氟丁烷发生配位作用，从而以上两个效果相互结合提升了对于1,4-二卤全氟丁烷的吸附吸附作用，并且降低了对于反应的活化能。

最后，由于碳层中还负载有金属卤化物，其能够作为助脱卤剂提高在微反应区域内部金属对于1,4-二卤全氟丁烷的脱卤效果，相较于未添加金属卤化物的对照组，添加有金属卤化物的实验组的转化率明显提升，且反应更加温和。

作为优选，所述层状结构矿物包括云母、蒙脱石、叶蜡石、蛇纹石、滑石、绿泥石的一种或多种的组合。

本发明中所述的这些层状结构矿物，不仅具有原料易得价格便宜的优点，并且相较于现有技术中的其他多孔材料，同时具有处理方法简单、无需过度维护的特点。因此，有效降低了工业化生产难度。

作为优选，所述金属卤化物包括锌、镁、铝、铁、锰、铜的卤化物中的任意一种或多种的组合。

本发明第二方面，提供了一种制备上述催化剂的方法，

包括以下步骤：

（1）在由层状结构矿物构成的基材表面包覆碳前驱体；

（2）热处理，使得碳前驱体转变为碳层；

（3）将包覆有碳层的基材浸渍于金属卤化物溶液中，使得金属卤化物负载于碳层中，干燥得到所述催化剂。

本发明中的催化剂其制备方法简单，无需特别的保护处理，从而能够有利于产业化使用。本发明中的催化剂其只需要将层状结构矿物充分剥离成片后在其表面包覆一层碳前驱体，然后将碳前驱体通过热处理的方式即可转变成碳层。

包覆碳前驱体较为多样，例如可通过浸渍法将基材浸渍于含有碳前驱体的溶液中，当浸渍完成烘干后即可得到碳层。

作为优选，所述碳前驱体为聚多巴胺或者聚乙烯吡咯烷酮。

当碳前驱体为聚多巴胺时，只需要将基材浸渍于含有多巴胺成分的溶液中，通过调节溶液的pH值即可在基材表面形成聚多巴胺层，即其中一种碳前驱体。

当碳前驱体为聚乙烯吡咯烷酮时，只需要将基材浸渍于含有聚乙烯吡咯烷酮成分的溶液中，浸渍结束后烘干后即可在基材表面形成聚乙烯吡咯烷酮，即另一种碳前驱体。

本发明中的碳前驱体选择使用聚多巴胺或者聚乙烯吡咯烷酮，其本身内部均具有氮原子，因此在热处理后，氮原子仍然会留存在碳层，从而无需向碳层额外添加含氮元素的组分。

作为优选，所述步骤（2）中热处理条件如下：惰性气体保护下，升温至400~650℃保持3~12h。

本发明中基材表面的碳层形成过程中，为了保证碳层的稳定形成，需要在惰性气体保护下进行热处理，从而能够防止碳层氧化热降解。同时，本发明中选择使用在400~650℃下对碳前驱体进行炭化，从而能够保证层状结构矿物不会转变结构，保证了稳定性。

本发明第三方面，还提供了一种六氟丁二烯的制备方法，

包括以下步骤：

（S.1）将上述所述催化剂与金属粉以及有机溶剂混合形成淤浆，回流搅拌，使得锌粉进入到催化剂的层间缝隙中；

（S.2）向淤浆中滴加1,4-二卤全氟丁烷，混合均匀后，加入烷基铝引发反应；

（S.3）收集生成的六氟丁二烯。

本发明中六氟丁二烯在制备过程中与现有技术明显不同之处在于：现有技术中的反应体系通常在溶液体系中，而本发明的反应体系则处于由催化剂、金属粉以及有机溶剂混合形成的淤浆中。

上文中已经提及，本发明由于基材的层间形成大量的空隙，从而在催化反应的过程中反应物能够填充在这些空隙中形成微反应区域，因此每个微反应区域内部单独进行，且每个微反应区域由于反应条件保持恒定，使得在微反应区域1,4-二卤全氟丁烷在转变成六氟丁二烯时所需要的能量有效降低，反应的选择性以及反应速度也迅速提升。

并且本发明在六氟丁二烯无需使用高活性易分解的原料，大大降低了反应时的难度以及后续处理的难度，使得反应能够在更温和的条件下高效率进行。

作为优选，所述步骤（S.2）中反应温度为60~85℃。

作为优选，所述步骤（S.1）中催化剂、金属粉以及有机溶剂的质量比为（1~3）：1：（1~3）；

作为优选，所述步骤（S.1）中所述金属粉为锌、镁、铝、锡、铜、铁中的任意一种的单质粉末或者多种的合金粉。

作为优选，所述溶剂为极性非质子溶剂。

进一步优选，所述极性非质子溶剂包括二甲亚砜、丙酮、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或者六甲基磷酰胺中的任意一种或多种的组合。

作为优选，所述金属粉的粒径范围为0.5~2μm。

现有技术中一部分观点认为，金属粉的粒径通常会对脱卤反应有着明显的影响，一般认为，金属粉的粒径尺度不能过小，过小的金属粉则会诱导副反应的增加。本发明由于反应过程是在基材的层间空隙中进行的，每个微反应区域内部的反应都是相对独立的，因此在微量反应的过程中能够减少副反应的产生，因此在选择金属粉的粒径范围过程中能够选择粒径范围更小的金属粉，当金属粉达到微纳米尺度时也能够减少副反应的发生，并且能够有效提升反应速率。而当金属粉粒径过大时，其难以进入到于基材之间的层间缝隙中，导致反应的效率下降。

作为优选，所述烷基铝引发剂的物质的量为1,4-二卤全氟丁烷的物质的量1~5%；

所述1,4-二卤全氟丁烷的物质的量为金属粉物质的量的10~50%。

因此，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明中的催化剂能够有效降低1,4-二卤全氟丁烷在转变成六氟丁二烯时所需要的能量，使得反应的选择性以及反应速度也迅速提升；

（2）本发明采用淤浆法制备六氟丁二烯，整体反应温和可控，无需使用高活性易分解的原料，大大降低了反应时的难度以及后续处理的难度，使得反应能够在更温和的条件下高效率进行；

（3）本发明其制备方法简单，无需特别的保护处理，且成本低廉，能够有利于产业化使用。

附图说明

图1 为催化剂A1的电镜照片。

图2 为催化剂A1中单片云母的电镜照片。

图3为实施例1中六氟丁二烯粗品的气相检测图。

具体实施方式

下面结合说明书附图以及具体实施例对本发明做进一步描述。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

【催化剂的制备】

本发明中所使用的催化剂的制备方法如下：

【催化剂A1】：将100份片状云母粉经过酸洗、蒸馏水清洗后，分散于200份水中，然后向其中滴加20份多巴胺盐酸盐，搅拌分散均匀后，调节pH至9.5继续搅拌1h后，过滤出云母粉，并在氮气保护下升温至500℃热处理6h，得到包覆有碳层的片状云母，然后将其浸渍于含有5wt%的氯化锌溶液中30min，过滤并在100℃条件下真空干燥3h，得到催化剂A1。催化剂A1及其中的单片云母的电镜照片如图1~2所示。

【催化剂A2】：将100份片状云母粉经过酸洗、蒸馏水清洗后，分散于200份水中，然后向其中滴加20份多巴胺盐酸盐，搅拌分散均匀后，调节pH至9.5继续搅拌1h后，过滤出云母粉，并在氮气保护下升温至500℃热处理6h，得到包覆有碳层的片状云母，然后将其浸渍于含有5wt%的氯化铝溶液中30min，过滤并在100℃条件下真空干燥3h，得到催化剂A2。

【催化剂A3】：将100份片状云母粉经过酸洗、蒸馏水清洗后，分散于200份水中，然后向其中滴加20份多巴胺盐酸盐，搅拌分散均匀后，调节pH至9.5继续搅拌1h后，过滤出云母粉，并在氮气保护下升温至500℃热处理6h，得到包覆有碳层的片状云母，然后将其浸渍于含有5wt%的溴化铜溶液中30min，过滤并在100℃条件下真空干燥3h，得到催化剂A3。

【催化剂A4】：将100份片状滑石粉经过酸洗、蒸馏水清洗后，分散于200份水中，然后向其中滴加20份多巴胺盐酸盐，搅拌分散均匀后，调节pH至9.5继续搅拌1h后，过滤出云母粉，并在氮气保护下升温至650℃热处理4h，得到包覆有碳层的片状云母，然后将其浸渍于含有5wt%的氯化锌溶液中30min，过滤并在100℃条件下真空干燥3h，得到催化剂A4。

【催化剂A5】：将100份片状蒙脱石经过酸洗、蒸馏水清洗后，分散于200份含有20%聚乙烯吡咯烷酮的水中，搅拌分散1h后，过滤出云母粉，并在氮气保护下升温至400℃热处理12h，得到包覆有碳层的片状云母，然后将其浸渍于含有5wt%的氯化锌溶液中30min，过滤并在100℃条件下真空干燥3h，得到催化剂A5。

【催化剂A6】：将100份片状云母经过酸洗、蒸馏水清洗后，分散于200份含有20%聚氧化乙烯的水中，搅拌分散1h后，过滤出云母粉，并在氮气保护下升温至400℃热处理12h，得到包覆有碳层的片状云母，然后将其浸渍于含有5wt%的氯化锌溶液中30min，过滤并在100℃条件下真空干燥3h，得到催化剂A6。

【催化剂A7】：将100份片状云母粉经过酸洗、蒸馏水清洗后，分散于200份水中，然后向其中滴加20份多巴胺盐酸盐，搅拌分散均匀后，调节pH至9.5继续搅拌1h后，过滤出云母粉，并在氮气保护下升温至500℃热处理6h，得到包覆有碳层的片状云母自然降温，得到催化剂A7。

【六氟丁二烯的制备】

实施例1

一种六氟丁二烯的制备方法，包括以下步骤：

在 2000ml 带有热电偶的塔釜中的空气全部用氮气置换后，加入200g催化剂A1、200g（3mol）纳米锌粉（平均粒径500nm）以及400g二甲亚砜，升温回流搅拌1h，使得锌粉进入到催化剂的层间缝隙中，形成淤浆。调整体系温度至80℃，向其中加入136g（0.3mol）1,4-二碘全氟丁烷后继续混合30min，随后加入0.35g（3mmol）三乙基铝引发反应，反应3h后收集粗产品于 -90℃的低温冷阱中，反应完毕后，粗产品放置常温下充分气化，气化后气体冻入高压钢瓶中称量，得六氟丁二烯粗品 45.8g（产率94.2%，纯度98.3%），其GC图如图3所示。

实施例2

一种六氟丁二烯的制备方法，包括以下步骤：

在 2000ml 带有热电偶的塔釜中的空气全部用氮气置换后，加入300g催化剂A2、100g（1.5mol）超细锌粉（平均粒径1μm）以及300g二甲亚砜，升温回流搅拌1h，使得锌粉进入到催化剂的层间缝隙中，形成淤浆。调整体系温度至85℃，向其中加入340g（0.75mol）1,4-二碘全氟丁烷后继续混合30min，随后加入4.38g（38mmol）三乙基铝引发反应，反应4h后收集粗产品于 -90℃的低温冷阱中，反应完毕后，粗产品放置常温下充分气化，气化后气体冻入高压钢瓶中称量，得六氟丁二烯粗品115.5g（产率95.1%，纯度98.5%）。

实施例3

一种六氟丁二烯的制备方法，包括以下步骤：

在 2000ml 带有热电偶的塔釜中的空气全部用氮气置换后，加入200g催化剂A3、100g（1.5mol）纳米锌粉（平均粒径500nm）以及100g二甲亚砜，升温回流搅拌1h，使得锌粉进入到催化剂的层间缝隙中，形成淤浆。调整体系温度至85℃，向其中加入136g（0.3mol）1,4-二碘全氟丁烷后继续混合30min，随后加入0.7g（6mmol）三乙基铝引发反应，反应4h后收集粗产品于 -90℃的低温冷阱中，反应完毕后，粗产品放置常温下充分气化，气化后气体冻入高压钢瓶中称量，得六氟丁二烯粗品 40.5g（产率93.5%，纯度99.3%）。

实施例4

一种六氟丁二烯的制备方法，包括以下步骤：

在 2000ml 带有热电偶的塔釜中的空气全部用氮气置换后，加入200g催化剂A4、96g（4mol）超细镁粉（平均粒径2μm）以及250g乙腈，升温回流搅拌1h，使得镁粉进入到催化剂的层间缝隙中，形成淤浆。调整体系温度至60℃，向其中加入181g（0.4mol）1,4-二碘全氟丁烷后继续混合30min，随后加入1.16g（3mmol）三乙基铝引发反应，反应2.5h后收集粗产品于 -90℃的低温冷阱中，反应完毕后，粗产品放置常温下充分气化，气化后气体冻入高压钢瓶中称量，得六氟丁二烯粗品 61.8g（产率95.3%，纯度98.1%）。

实施例5

一种六氟丁二烯的制备方法，包括以下步骤：

在 2000ml 带有热电偶的塔釜中的空气全部用氮气置换后，加入250g催化剂A5、54g（2mol）超细铝粉（平均粒径1μm）以及250g丙酮，升温回流搅拌1h，使得铝粉进入到催化剂的层间缝隙中，形成淤浆。调整体系温度至65℃，向其中加入91g（0.2mol）1,4-二碘全氟丁烷后继续混合30min，随后加入0.24g（3mmol）三乙基铝引发反应，反应3.5h后收集粗产品于 -90℃的低温冷阱中，反应完毕后，粗产品放置常温下充分气化，气化后气体冻入高压钢瓶中称量，得六氟丁二烯粗品 30.8g（产率95.1%，纯度97.9%）。

实施例6

一种六氟丁二烯的制备方法，包括以下步骤：

在 2000ml 带有热电偶的塔釜中的空气全部用氮气置换后，加入300g催化剂A2、100g（1.5mol）超细锌粉（平均粒径1μm）以及300g二甲亚砜，升温回流搅拌1h，使得锌粉进入到催化剂的层间缝隙中，形成淤浆。调整体系温度至85℃，向其中加入270g（0.75mol）1,4-二溴全氟丁烷后继续混合30min，随后加入0.86g（7.5mmol）三乙基铝引发反应，反应4h后收集粗产品于 -90℃的低温冷阱中，反应完毕后，粗产品放置常温下充分气化，气化后气体冻入高压钢瓶中称量，得六氟丁二烯粗品116.1g（产率95.6%，纯度97.6%）。

对比例1

一种六氟丁二烯的制备方法，包括以下步骤：

在 2000ml 带有热电偶的塔釜中的空气全部用氮气置换后，100g（1.5mol）纳米锌粉（平均粒径500nm）以及100g二甲亚砜，升温回流搅拌1h，形成淤浆。调整体系温度至120℃，向其中加入136g（0.3mol）1,4-二碘全氟丁烷后继续混合30min，随后加入0.7g（6mmol）三乙基铝引发反应，反应5h后收集粗产品于 -90℃的低温冷阱中，反应完毕后，粗产品放置常温下充分气化，气化后气体冻入高压钢瓶中称量，得六氟丁二烯粗品20.0g（产率46.3%，纯度88.6%）。

对比例2

一种六氟丁二烯的制备方法，包括以下步骤：

在 2000ml 带有热电偶的塔釜中的空气全部用氮气置换后，加入200g催化剂A6、100g（1.5mol）纳米锌粉（平均粒径500nm）以及100g二甲亚砜，升温回流搅拌1h，使得锌粉进入到催化剂的层间缝隙中，形成淤浆。调整体系温度至85℃，向其中加入136g（0.3mol）1,4-二碘全氟丁烷后继续混合30min，随后加入0.7g（6mmol）三乙基铝引发反应，反应4h后收集粗产品于 -90℃的低温冷阱中，反应完毕后，粗产品放置常温下充分气化，气化后气体冻入高压钢瓶中称量，得六氟丁二烯粗品31.4g（产率72.6%，纯度94.9%）。

对比例3

一种六氟丁二烯的制备方法，包括以下步骤：

在 2000ml 带有热电偶的塔釜中的空气全部用氮气置换后，加入200g催化剂A7、100g（1.5mol）纳米锌粉（平均粒径500nm）以及100g二甲亚砜，升温回流搅拌1h，使得锌粉进入到催化剂的层间缝隙中，形成淤浆。调整体系温度至85℃，向其中加入136g（0.3mol）1,4-二碘全氟丁烷后继续混合30min，随后加入0.7g（6mmol）三乙基铝引发反应，反应4h后收集粗产品于 -90℃的低温冷阱中，反应完毕后，粗产品放置常温下充分气化，气化后气体冻入高压钢瓶中称量，得六氟丁二烯粗品29.5g（产率68.2%，纯度95.2%）。

从上述结果中可知，通过将实施例1~5与对比例1进行比较，通过应用本发明中的催化剂，能够有效降低六氟丁二烯在制备过程中所使用的反应温度，并且在较低的反应温度下，人能够保持较高的产率以及纯度。

同时，通过与对比例2进行比较后我们发现，由于对比例2中的催化剂A6其碳层中不含有氮原子，导致其在反应过程中六氟丁二烯粗品的产率大幅下降，表明氮原子的加入对于二碘全氟丁烷转变成六氟丁二烯的过程中具有不可忽略的影响。

此外，与对比例2进行比较后我们发现，由于对比例2中的催化剂A6其碳层中没有负载金属卤化物，导致其产率同样产生了下降，表明金属卤化物的加入对于二碘全氟丁烷转变成六氟丁二烯的过程中同样具有不可忽略的影响。

Claims (9)

1.一种催化剂，其特征在于，

包括由层状结构矿物构成的基材；

所述基材表面包覆有一层碳层；

所述碳层中掺杂有氮原子；

所述碳层中还负载有金属卤化物；

所述金属卤化物包括锌、镁、铝、铁、锰、铜的卤化物中的任意一种或多种的组合。

2.根据权利要求1所述的一种催化剂，其特征在于，

所述层状结构矿物包括云母、蒙脱石、叶蜡石、蛇纹石、滑石、绿泥石的一种或多种的组合。

3.一种制备权利要求1或2所述催化剂的方法，其特征在于，

包括以下步骤：

（1）在由层状结构矿物构成的基材表面包覆碳前驱体；

（2）热处理，使得碳前驱体转变为碳层；

（3）将包覆有碳层的基材浸渍于金属卤化物溶液中，使得金属卤化物负载于碳层中，干燥得到所述催化剂。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述碳前驱体为聚多巴胺或者聚乙烯吡咯烷酮。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述步骤（2）中热处理条件如下：惰性气体保护下，升温至400~650℃保持3~12h。

6.一种六氟丁二烯的制备方法，其特征在于，

包括以下步骤：

（S.1）将权利要求1或2所述催化剂与金属粉以及有机溶剂混合形成淤浆，回流搅拌，使得金属粉进入到催化剂的层间缝隙中；

（S.2）向淤浆中滴加1,4-二卤全氟丁烷，混合均匀后，加入烷基铝引发反应；

（S.3）收集生成的六氟丁二烯。

7.根据权利要求6所述的一种六氟丁二烯的制备方法，其特征在于，

所述步骤（S.1）中催化剂、金属粉以及有机溶剂的质量比为（1~5）：1：（1~5）；

所述金属粉为锌、镁、铝、锡、铜、铁中的任意一种的单质粉末或者多种的合金粉；

所述溶剂为极性非质子溶剂。

8.根据权利要求6或7所述的一种六氟丁二烯的制备方法，其特征在于，

所述金属粉的粒径范围为0.5~2μm。

9.根据权利要求6所述的一种六氟丁二烯的制备方法，其特征在于，

所述步骤（S.2）中烷基铝引发剂的物质的量为1,4-二卤全氟丁烷的物质的量1~5%；

所述1,4-二卤全氟丁烷的物质的量为金属粉物质的量的10~50%。

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