一种有序介孔高分子材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种有序介孔高分子材料的制备方法：将3‑羟基吡啶、甲醛和苯酚在碱液中进行聚合反应，得到前驱体；将所述前驱体和模板剂进行复合，得到前驱体复合物；将所述前驱体复合物在水中进行水热陈化，得到陈化前驱体；对所述陈化前驱体进行焙烧，得到有序介孔高分子材料。由实施例的结果可知，本发明专利技术得到的有序介孔高分子材料形貌规整，比表面积为360～460m

Ordered mesoporous polymer material and its preparation method and Application

The present invention provides a method for preparing ordered mesoporous polymer materials: 3 hydroxy pyridine, phenol and formaldehyde in solution polymerization, obtained precursor; the precursor and template compound, to obtain the precursor compound; the precursor compound in water water thermal aging, aging from precursor; the aging precursor is calcined to obtain ordered mesoporous polymer materials. The results show that the ordered mesoporous polymer materials have regular morphology, and the specific surface area is 360 ~ 460m

【技术实现步骤摘要】
一种有序介孔高分子材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及介孔材料
，尤其涉及一种有序介孔高分子材料及其制备方法和应用。
技术介绍
介孔材料是指孔径介于2～50nm的一类多孔材料，由于具有极高的比表面积、规则有序的孔道结构、狭窄的孔径分布、孔径大小连续可调等特点，使得它在很多微孔沸石分子筛难以完成的大分子的吸附、分离，尤其是催化反应中发挥重要作用。而在多孔吸附性能材料进展方面，功能化有序介孔材料已取得了重大的进展。其中，在吸附与分离领域功能化介孔硅酸盐有着非常优越的性能，因此介孔硅酸盐在功能化方面受到了很大的关注。然而，此种材料存在很多缺陷，主要有合成原料硅源试剂价格昂贵、合成步骤复杂、有机掺杂组分的稳定性不高以及介孔孔壁薄等，这些不足都限制了介孔硅酸盐材料在吸附领域的进一步应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种有序介孔高分子材料及其制备方法和应用，本专利技术提供了一种新的有序介孔高分子材料，其制备原料来源广泛且价格低廉，合成方法简单，性能稳定。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种有序介孔高分子材料的制备方法，包含如下步骤：将3-羟基吡啶、甲醛和苯酚在碱液中进行聚合反应，得到前驱体；将所述前驱体和模板剂进行复合，得到前驱体复合物；将所述前驱体复合物在水中进行水热陈化，得到陈化前驱体；对所述陈化前驱体进行焙烧，得到有序介孔高分子材料。优选的，所述3-羟基吡啶和苯酚的质量比为(20～30):(90～100)。优选的，所述甲醛为甲醛溶液，所述甲醛溶液的质量浓度为35～40％；所述3-羟基吡啶的质量和甲醛溶液的体积比为(20～30)g:(400～440)mL。优选的，所述聚合反应的温度为75～85℃，时间为0.1～1h。优选的，所述3-羟基吡啶和模板剂的质量比为(20～30):(190～200)。优选的，所述复合的温度为75～85℃，时间为15～20h。优选的，所述水热陈化过程中前驱体复合物和水的体积比为(40～50):(130～150)；所述水热陈化的温度为120～140℃，时间为20～30h。优选的，所述焙烧的温度为370～390℃，时间为5～10h。本专利技术还提供了上述技术方案任意一项所述制备方法得到的有序介孔高分子材料。本专利技术还提供了上述技术方案所述有序介孔高分子材料在催化Knoevenagel反应中的应用。本专利技术提供了一种有序介孔高分子材料的制备方法：将3-羟基吡啶、甲醛和苯酚在碱液中进行聚合反应，得到前驱体；将所述前驱体和模板剂进行复合，得到前驱体复合物；将所述前驱体复合物在水中进行水热陈化，得到陈化前驱体；对所述陈化前驱体进行焙烧，得到有序介孔高分子材料。由实施例的结果可知，本专利技术得到的有序介孔高分子材料形貌规整，比表面积为360～460m2/g，平均孔径为2.4～3.9nm，而孔容则为0.11～0.35cm3g-1。另外，本专利技术得到的有序介孔高分子材料能够作为水介质Knoevenagel反应的催化剂，催化效率高达100％。附图说明图1为3HP-MPNs-20和F127的红外光谱图；图2为3HP-MPNs-20的FESEM图；图3为3HP-MPNs-20的TEM图；图4为3HP-MPNs-50、3HP-MPNs-20和3HP-MPNs-10的XRD小角图；图5为3HP-MPNs-20的氮气吸脱附等温线；图6为3HP-MPNs-20的催化产率图。具体实施方式本专利技术提供了一种有序介孔高分子材料的制备方法，包含如下步骤：将3-羟基吡啶、甲醛和苯酚在碱液中进行聚合反应，得到前驱体；将所述前驱体和模板剂进行复合，得到前驱体复合物；将所述前驱体复合物在水中进行水热陈化，得到陈化前驱体；对所述陈化前驱体进行焙烧，得到有序介孔高分子材料。本专利技术将3-羟基吡啶、甲醛和苯酚在碱液中进行聚合反应，得到前驱体。本专利技术对所述3-羟基吡啶、甲醛、苯酚和碱液的混合顺序没有任何的要求，四者可以按照任意的顺序进行。在本专利技术具体实施例中，本专利技术优选先将3-羟基吡啶和甲醛混合，然后再与苯酚混合，最后再与碱液混合；本专利技术更优选将50℃的3-羟基吡啶和常温的甲醛混合，在80℃下保温0.5h后再与苯酚混合。在本专利技术中，所述甲醛优选以甲醛溶液的形式进行添加，所述甲醛溶液的质量浓度优选为35～40％，更优选为37％。在本专利技术中，所述3-羟基吡啶的质量和甲醛溶液的体积比优选为(20～30)g:(400～440)mL，更优选为26g:420mL。在本专利技术中，所述3-羟基吡啶和苯酚的质量比优选为(20～30):(90～100)，更优选为(22～28):(92～98)，最优选为26:96。在本专利技术中，所述碱液优选为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氢氧化钠乙醇溶液或氢氧化钾乙醇溶液；所述碱液的浓度优选为0.1～0.5M，具体的可以为0.1M、0.2M、0.3M、0.4M或0.5M。在本专利技术中，所述3-羟基吡啶的质量和碱液的体积比优选为(20～30)g:(2～4)L，更优选为(22～28)g:3L。在本专利技术中，所述聚合反应的温度优选为75～85℃，更优选为80℃；所述聚合反应的时间优选为0.1～1h，更优选为0.2～0.8h，最优选为0.5h。在本专利技术中，所述聚合反应得到的前驱体的结构单元优选如式Ⅰ所示：得到所述前驱体后，本专利技术将所述前驱体和模板剂进行复合，得到前驱体复合物。在本专利技术中，所述模板剂优选为F127或P123，更优选为F127。本专利技术对所述模板剂的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售来源的上述模板剂即可。在本专利技术中，所述模板剂优选以水溶液的形式添加使用；所述模板剂水溶液中模板剂的质量和水的体积比优选为(1～2.5)g:(25～35)mL，更优选为1.96g:30mL。在本专利技术中，所述3-羟基吡啶和模板剂的质量比优选为(20～30):(190～200)，更优选为(22～28):(192～198)，最优选为0.26:1.96。本专利技术优选对所述模板剂和前驱体的混合物进行热搅拌处理，然后将所述热搅拌处理产物与稀释水进行混合后再进行复合。在本专利技术中，所述热搅拌处理的温度优选为75～85℃，更优选为80℃；所述热搅拌处理的转速优选为300～400rpm，更优选为320～360rpm；所述热搅拌处理的时间优选为1～3h，更优选为1.5～2.5h，最优选为2h。在本专利技术中，所述热搅拌处理过程使得前驱体聚集在模板剂周围。在本专利技术中，所述模板剂的质量和稀释水的体积比优选为(1～2.5)g:(90～110)mL，更优选为1.96g:100mL。在本专利技术中，所述热搅拌处理产物与稀释水进行混合可以降低热搅拌处理产物的浓度，使得混合更为均匀。在本专利技术中，所述复合的温度优选为75～85℃，更优选为80℃；所述复合的时间优选为15～20h，更优选为16～18h。在本专利技术具体实施中，所述复合优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速优选为300～400rpm，更优选为320～360rpm。得到所述前驱体复合物后，本专利技术将所述前驱体复合物在水中进行水热陈化，得到陈化前驱体。在本专利技术中，所述水热陈化过程中的前驱体复合物优选是指上述复合得到的前驱体复合物产物体系，即产物混合物；所述水热陈化过程中前驱体复合物和水的体积比优选为(40～50)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有序介孔高分子材料的制备方法，包含如下步骤：将3‑羟基吡啶、甲醛和苯酚在碱液中进行聚合反应，得到前驱体；将所述前驱体和模板剂进行复合，得到前驱体复合物；将所述前驱体复合物在水中进行水热陈化，得到陈化前驱体；对所述陈化前驱体进行焙烧，得到有序介孔高分子材料。

【技术特征摘要】
2017.05.13 CN 20171033634621.一种有序介孔高分子材料的制备方法，包含如下步骤：将3-羟基吡啶、甲醛和苯酚在碱液中进行聚合反应，得到前驱体；将所述前驱体和模板剂进行复合，得到前驱体复合物；将所述前驱体复合物在水中进行水热陈化，得到陈化前驱体；对所述陈化前驱体进行焙烧，得到有序介孔高分子材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述3-羟基吡啶和苯酚的质量比为(20～30):(90～100)。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述甲醛为甲醛溶液，所述甲醛溶液的质量浓度为35～40％；所述3-羟基吡啶的质量和甲醛溶液的体积比为(20～30)g:(400～440)mL。4.根据权利要求1所述的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱凤霞，李鹏，安礼涛，孙小军，赵朴素，
申请(专利权)人：淮阴师范学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32