一种多孔聚咪唑啉高分子材料的合成方法技术

技术编号:13282180 阅读:120 留言:0更新日期:2016-07-08 23:54
本发明专利技术公开了一种多孔聚咪唑啉高分子的制备方法,具体为以多元有机羧酸和多元有机胺为原料合成多孔聚咪唑啉高分子材料。该制备方法工艺简单,适于大规模生产。该多孔聚咪唑啉高分子材料可以作为催化剂或催化剂的载体,还可以用做金属离子吸附剂,将多孔聚咪唑啉高分子在高温下碳化得到多孔含氮炭材料。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔聚咪唑啉高分子材料的合成方法
本专利技术属于材料制备领域,具体涉及多孔聚咪唑啉高分子材料的合成方法。
技术介绍
多孔高分子材料是最近几十年发展起来的一种新型的多孔材料,全部由有机分子的构建而成的多孔固体,在非均相催化、吸附、分离和气体存储等方面具有潜在的应用。多孔高分子材料主要由较轻的C,N,O等元素组成,一般具有较高的比表面积。相比于活性碳材料,沸石和金属有机骨架材料,它们可以在很大范围内通过改变有机分子的官能团和采用不同的合成手段来达到对微孔聚合物的功能化调节。因而多孔有机高分子材料逐渐发展成为一种新型的,且极具潜力的吸附和催化材料。多孔聚咪唑啉高分子材料结构中含有大量的咪唑啉官能团,能够吸附络合金属,同时能够对二氧化碳,二氧化硫以及氮氧化物具有非常强的吸附能力。因此,合成多孔聚咪唑啉高分子材料具有十分重要的意义。多孔的聚咪唑啉高分子材料还未见合成报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制备多孔聚咪唑啉高分子材料的方法。以多元有机羧酸和多元有机胺为原料合成多孔聚咪唑啉高分子材料。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现。一种多孔聚咪唑啉高分子材料的制备方法,其具体步骤为:(1)将多元有机羧酸和多元有机胺分散在溶剂中;(2)升至一定温度多元有机羧酸中羧酸根和多元有机胺中氨基脱水缩合形成酰胺键;(3)进一步升温脱水环化形成咪唑啉环;(4)离心或者过滤,洗涤后得到多孔聚咪唑啉高分子材料。上述第(1)步中所用所用的多元有机羧酸为均苯三甲酸,1,2,4-苯三甲酸,均苯四甲酸,聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸中的一种或者几种的混合物。上述第(1)步中所用所用的多元有机胺为三乙烯四胺,四乙烯五胺,多乙烯多胺或聚乙烯亚胺中的一种或者几种的混合物。上述第(1)步中所用所用的溶剂可以为水,乙二醇,甘油,甲苯,二甲苯或离子液体等常用溶剂中的一种或二种以上的混合物;上述第(2)中脱水缩合形成酰胺键所用的温度在100~160℃,时间在0.1~12小时。上述第(3)中脱水环化形成咪唑啉环所用的温度在160~300℃,时间在0.1~12小时。上述合成方法中,多元有机羧酸中羧酸根和多元有机胺中氨基的摩尔比为,羧酸根:氨基=1:(0.4~2.5)。该制备方法工艺简单,而且利用这种方法得到的材料的孔隙率高,并且简单可控,重复性好。该多孔聚咪唑啉高分子材料可以作为催化剂或催化剂的载体,还可以用做金属离子吸附剂;继续在高温下碳化得到相应结构的有序介孔炭材料,在催化、吸附和电极材料方面有广阔的应用前景。具体实施方式下面通过具体的实施例来进一步阐述本专利技术的技术方案。实施例12.1g均苯三甲酸首先溶解在50mL乙二醇中,在搅拌下加入2.4g三乙烯四胺。将均苯三甲酸和三乙烯四胺的乙二醇溶液加热至150℃保持4小时,将温度进一步升温至200℃,保持4小时。将得到的产物分散在水中后过滤,洗涤,干燥得到多孔聚咪唑啉高分子材料。实施例22.1g1,2,4-苯三甲酸首先溶解在50mL乙二醇中,在搅拌下加入2.4g四乙烯五胺。将1,2,4-苯三甲酸和四乙烯五胺的乙二醇溶液加热至160℃保持4小时,将温度进一步升温至200℃,保持4小时。将得到的产物分散在水中后过滤,洗涤,干燥得到多孔聚咪唑啉高分子材料。实施例32.1g聚丙烯酸首先溶解在50mL甘油中,在搅拌下加入2.4g聚乙烯亚胺。将聚丙烯酸和聚乙烯亚胺的甘油溶液加热至140℃保持4小时,将温度进一步升温至240℃,保持4小时。将得到的产物分散在水中后过滤,洗涤,干燥得到多孔聚咪唑啉高分子材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔聚咪唑啉高分子材料的合成方法,其特征在于:以多元有机羧酸和多元有机胺为原料合成多孔聚咪唑啉高分子材料;所用的多元有机羧酸为均苯三甲酸、1,2,4‑苯三甲酸、均苯四甲酸、聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸中的一种或者二种以上的混合物;所用的多元有机胺为三乙烯四胺,四乙烯五胺,多乙烯多胺或聚乙烯亚胺中的一种或者二种以上的混合物;多元有机羧酸中羧酸根和多元有机胺中氨基的摩尔比为,羧酸根:氨基=1:(0.4~2.5)。

【技术特征摘要】
1.一种多孔聚咪唑啉高分子材料的合成方法,其特征在于:以多元有机羧酸和多元有机胺为原料合成多孔聚咪唑啉高分子材料;所用的多元有机羧酸为均苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸或均苯四甲酸中的一种或者二种以上的混合物;所用的多元有机胺为三乙烯四胺,四乙烯五胺或聚乙烯亚胺中的一种或者二种以上的混合物;多元有机羧酸中羧酸根和多元有机胺中氨基的摩尔比为,羧酸根:氨基=1:(0.4~2.5)。2.按照权利要求1所述的合成方法,其特征在于:具体步骤是:(1)将多元有机羧酸和多元有机胺分散在溶剂中;(2)升温使多元有机羧酸中羧酸根和多元有机胺中氨基脱水缩合...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐金铭王爱琴张涛
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所
类型:发明
国别省市:辽宁;21

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