一種離子型共軛微孔聚合物及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種離子型共軛微孔聚合物及其制備方法。其合成方法操作簡便，成本低。所得到的離子型共軛微孔聚合物熱穩(wěn)定良好，具有較高的比表面積和豐富的多級孔結(jié)構(gòu)，可在氣體吸附、異相催化等方面有良好的應(yīng)用前景。異相催化等方面有良好的應(yīng)用前景。異相催化等方面有良好的應(yīng)用前景。

An ionic conjugated microporous polymer and its preparation method

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種離子型共軛微孔聚合物及其制備方法


[0001]本專利技術(shù)屬于微孔有機(jī)聚合物合成的領(lǐng)域，特別涉及一種離子型共軛微孔聚合物及其制備方法以及應(yīng)用。

技術(shù)介紹

[0002]共軛微孔聚合物（CMP是）是有三維網(wǎng)絡(luò)骨架，自具微孔并且主要孔徑小于2 nm的有機(jī)多孔材料，從分子結(jié)構(gòu)上看，共軛單元的剛性和成鍵方式，導(dǎo)致共軛微孔聚合物骨架能有效地支撐起微孔通道，因此共軛微孔聚合物能夠提供穩(wěn)定的多孔性。近年來共軛微孔聚合物的分子設(shè)計備受關(guān)注，其中離子化是是其重要的設(shè)計方向。以往的離子型共軛微孔聚合物來自離子型構(gòu)筑單元的聚合以及后修飾接枝，前者受產(chǎn)率低所限制，后者則受限于接枝率低。因此一步簡易構(gòu)筑離子型共軛微孔聚合物具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0003]本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提一種離子型共軛微孔聚合物及其制備方法，并探索在不同單體摩爾比條件下，所得聚合物性能的差異。該方法操作簡便，所得聚合物應(yīng)用范圍廣泛，在氣體吸附以及異相催化等方面具有良好的應(yīng)用前景。為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種離子型共軛微孔聚合物及其制備方法。
[0004]一方面，本專利技術(shù)的一種離子型共軛微孔聚合物，其結(jié)構(gòu)式為：。
[0005]具體結(jié)構(gòu)式如下：。
[0006]另一方面，本專利技術(shù)的一種離子型共軛微孔聚合物的制備方法，具體為：（1）1,3,5
?
三(4
?
氨苯基)苯溶解于乙酸水溶液中；
（2）甲醛水溶液和乙二醛水溶液溶于乙酸水溶液中；（3）將上述兩步驟溶液混合，置于80℃下反應(yīng)12 h，產(chǎn)物經(jīng)四氫呋喃、丙酮、超純水洗滌后，放入冷凍干燥機(jī)干燥，得到離子型共軛微孔聚合物粉末。
[0007]上述制備方法的優(yōu)選方式如下：所述步驟（1）中的乙酸水溶液為16 ml 50%體積分?jǐn)?shù)的乙酸水溶液。
[0008]所述步驟（2）中乙酸水溶液為2ml冰醋酸和1ml超純水的混合溶液。
[0009]所述步驟（2）中甲醛、乙二醛和步驟（1）中的1,3,5
?
三(4
?
氨苯基)苯的摩爾比為1：8.8：8.8。
[0010]所述步驟（3）中80℃下反應(yīng)12 h后，產(chǎn)物經(jīng)離心收集，離心轉(zhuǎn)速為8000 rpm，離心時間為20 min。
[0011]再一方面，本專利技術(shù)的離子型共軛微孔聚合物在氣體吸附、異相催化中的應(yīng)用。
[0012]又一方面，本專利技術(shù)的制備方法制備的離子型共軛微孔聚合物在氣體吸附、異相催化中的應(yīng)用。
[0013]有益效果本專利技術(shù)的一種由Debus
–
Radziszewski反應(yīng)制備的離子型的共軛微孔聚合物，其所含的共軛結(jié)構(gòu)以及帶電離子使其具有較強(qiáng)的吸附催化性能。相比于其他離子型共軛微孔聚合物，本專利技術(shù)操作簡便，所得聚合物應(yīng)用范圍廣，可在氣體吸附、異相催化等方面有良好的應(yīng)用前景。
[0014]本專利技術(shù)提供一種離子型共軛微孔聚合物的合成方法，不同的單體均可以得到相應(yīng)的聚合物，操作簡便，材料易得，可在氣體吸附、異相催化等方面有良好的應(yīng)用前景。
附圖說明
[0015]圖1為在不同單體所得到聚合物的傅里葉變換紅外光譜圖；圖2為在不同單體所得到聚合物的X射線衍射圖；圖3為實施例1得到聚合物的
13
C
?
NMR圖；圖4為實施例2得到聚合物的
13
C
?
NMR圖；圖5為實施例3得到聚合物的
13
C
?
NMR圖；圖6為實施例1得到聚合物的熱重分析圖；圖7為實施例1、2、3得到聚合物的氮氣吸脫附曲線圖；圖8為實施例1、2、3得到聚合物的非定域密度函數(shù)理論孔徑分布圖。
具體實施方式
[0016]下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本專利技術(shù)。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本專利技術(shù)而不用于限制本專利技術(shù)的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本專利技術(shù)講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本專利技術(shù)作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0017]下列實施例原料來源：1,3,5
?
三(4
?
氨苯基)苯（購于上海凱瑜琳， 98%），37%乙醛水溶液購于國藥（中國上海），39%乙二醛水溶液購于TCI，冰醋酸購于上海凱茵化工。
[0018]實施例1
離子型共軛微孔聚合物及其制備方法：在常溫常壓下，將1,3,5
?
三(4
?
氨苯基)苯（210.9 mg，0.6 mmol）用16ml 50%的乙酸水溶液溶解于50mL的燒瓶中，另取37%甲醛水溶液（0.394 ml，5.28mmol）和39%乙二醛水溶液（0.6ml，5.28mmol）溶解于2 ml冰醋酸和1 ml超純水的溶液中。接著將上述兩種溶液混合，置于80 ℃下攪拌反應(yīng)12 h后，在8000 rpm下離心收集產(chǎn)物，將產(chǎn)物分別用200 ml四氫呋喃、丙酮、超純水置于55 ℃攪拌洗滌后，放入冷凍干燥機(jī)中干燥，即得到離子型共軛微孔聚合物。
[0019]本實例所得產(chǎn)品的傅里葉變換紅外光譜圖如圖1所示，其中3355，3425以及1280 cm
?1處單體中氨基的消失，表明了聚合的成功進(jìn)行，1160 cm
?1處咪唑的吸收峰峰因被覆蓋太弱而檢測不到，1445，1610 cm
?1處為反離子醋酸根的反對稱拉伸峰，成功制備了離子型共軛微孔聚合物
?
1。實施例1所得產(chǎn)品X射線衍射圖如圖2所示，XRD圖譜中有明顯的包峰說明離子型共軛微孔聚合物
?
1為無定形聚合物。本實例所得產(chǎn)品的
13
C
?
NMR如圖3所示，離子型共軛微孔聚合物的NMR譜圖發(fā)生明顯變化，128，141 ppm是咪唑化學(xué)環(huán)境中C的峰，也證明了咪唑基團(tuán)的存在。
[0020]實施例1所得產(chǎn)品的熱重分析圖如圖6所示，離子型共軛微孔聚合物
?
1在400 ℃之后才出現(xiàn)明顯失重分解，說明其具有良好的熱穩(wěn)定性。實施例1所得產(chǎn)品的N2吸
?
脫附曲線如圖7所示，比表面積為361 m2/g，非定域密度函數(shù)理論孔徑分布圖如圖8所示，離子型共軛微孔聚合物具有多級孔（微孔，中孔）的分布。
[0021]實施例2離子型共軛微孔聚合物及其制備方法：在常溫常壓下，將4',4''
?
(1,3,5
?
三嗪
?
2,4,6
?
三基)三苯胺（212.6 mg，0.6 mmol）用16ml 50%的乙酸水溶液溶解于50mL的燒瓶中，另取37%甲醛水溶液（0.394 ml，5.28mmol）和39%乙二醛水溶液（0.6ml，5.28mmol）溶解于2 ml冰醋酸和1 ml超純水的溶液中。接著將上述兩種溶液混合，置于80 ℃下攪拌反應(yīng)12 h后，在8000 rpm下離心收集產(chǎn)物，將產(chǎn)物分別用200 ml四氫呋喃、丙酮、超純水置于55 ℃攪拌洗滌后，放入冷凍干本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種離子型共軛微孔聚合物，其結(jié)構(gòu)式通式為：。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種離子型共軛微孔聚合物，其特征在于，具體結(jié)構(gòu)式如下：。3.一種離子型共軛微孔聚合物的制備方法，其特征在于，包括：（1）1,3,5
?
三(4
?
氨苯基)苯溶解于乙酸水溶液中；（2）甲醛水溶液和乙二醛水溶液溶于乙酸水溶液中；（3）將上述兩步驟溶液混合，置于80℃下反應(yīng)12 h，產(chǎn)物經(jīng)四氫呋喃、丙酮、超純水洗滌后，放入冷凍干燥機(jī)干燥，得到離子型共軛微孔聚合物粉末。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述制備方法，其特征在于，所述步驟（1）的乙酸水溶液為50%體積分?jǐn)?shù)的乙酸水溶液。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述制備方...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳子豹，王斐，
申請(專利權(quán))人：南通斐騰新材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：