一种富氮多孔有机聚合物的合成制造技术

本发明专利技术提供了一种富氮多孔有机聚合物的合成方法，其特征在于，包括：在常温常压下，将均苯三甲醛和副品红碱两种单体置于反应瓶中，加入1，4‑二氧六环并超声，接着滴加乙酸水溶液，直至完全形成凝胶，在5‑120℃下反应12‑36h后，进行抽滤及索氏提取，放入真空烘箱中干燥，得到富氮多孔有机聚合物粉末。本发明专利技术采用富氮多孔有机聚合物的合成，在不同温度条件下反应，操作简便，所得聚合物应用范围广，可在储能材料载体，气体吸附以及超级电容器等方面有良好的应用前景。

Synthesis of a kind of nitrogen rich porous organic polymer

The present invention provides a method for synthesizing nitrogen rich porous organic polymers, characterized in that: under the normal temperature, the formaldehyde and benzene three pararosaniline two monomers in the reaction flask, adding 1, 4 and six two oxygen ring ultrasonic, then adding acetic acid water solution, until the fully formed gel, 12 36h reaction in 5 under 120 DEG C, vacuum filtering and Soxhlet extraction, drying in vacuum drier, obtain nitrogen rich porous organic polymer powder. The invention adopts the synthesis of nitrogen rich porous organic polymer, which is reacted at different temperature conditions, and is easy to operate. The polymer has wide application range, and it has good application prospects in energy storage material carrier, gas adsorption and super capacitor.

【技术实现步骤摘要】
一种富氮多孔有机聚合物的合成
本专利技术属于多孔有机聚合物合成领域，特别涉及一种富氮多孔有机聚合物的合成。
技术介绍
多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料。根据元素组成和键合方式的不同，多孔材料分为无机、无机-有机杂化和纯有机这三种形式的多孔材料。一般而言，无机材料及无机-有机杂化多孔材料，如活性炭、分子筛等，其分子结构不可设计，化学功能不可调。有机多孔材料是新兴的多孔材料，由轻元素组成的有机基元通过共价键连接形成，因此具有骨架组成丰富、比表面积大、孔径可控、骨架密度低、化学物理性良好、可修饰性强以及制备方法多样等特点，已经广泛应用于离子交换、吸附与分离、主客体化学等诸多领域，特别是在气体吸附和蛋白质修复方面取得了较大的进展。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种富氮多孔有机聚合物的合成方法，并探索在不同温度条件下，所得聚合物性能的差异。该方法操作简便，所得聚合物应用范围广，可在储能材料载体，气体吸附以及超级电容器等方面有良好的应用前景。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种富氮多孔有机聚合物的合成方法，其特征在于，包括：在常温常压下，将均苯三甲醛和副品红碱两种单体置于反应瓶中，加入1，4-二氧六环并超声，接着滴加乙酸水溶液，直至完全形成凝胶，在5-120℃下反应12-36h后，进行抽滤及索氏提取，放入真空烘箱中干燥，得到富氮多孔有机聚合物粉末。优选地，所述的均苯三甲醛和副品红碱的摩尔比为1∶0.9-1.1。优选地，所述的均苯三甲醛和1，4-二氧六环的比例为0.5mmoL∶3-5mL。优选地，所述的均苯三甲醛和乙酸水溶液的比例为0.5mmoL∶0.8-1.2mL。优选地，所述的乙酸水溶液的浓度为2.5-3.5M。优选地，所述的1，4-二氧六环的体积为3-5mL。优选地，所述加入1，4-二氧六环后，应超声2-3min至均苯三甲醛和副品红碱完全溶解。刚滴入乙酸水溶液即可出现凝胶，直至完全滴加后需静置10-20min待凝胶完全形成。优选地，所述抽滤需在砂芯漏斗中进行，抽滤过程中用DMF洗涤。优选地，所述索氏提取所用溶剂为甲醇，提取20-24h。优选地，所述放入真空烘箱中干燥的温度为50-60℃，时间为10-12小时。优选地，所述的富氮多孔有机聚合物的氮含量为8％-9％。所述得到的聚合物可用于储能材料载体，气体吸附以及超级电容器等方面。本专利技术所涉及的富氮多孔有机聚合物是一种由席夫碱反应制备的高氮含量的多孔有机聚合物交联网络，富电子的氮原子对CO2具有较强的相互作用，能够显著提高CO2的吸附量以及与其他气体的分离能力。相比于其他聚合物，本专利技术操作简便，所得聚合物应用范围广，可在储能材料载体，气体吸附以及超级电容器等方面有良好的应用前景。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：采用富氮多孔有机聚合物的合成，在不同温度条件下反应，操作简便，所得聚合物应用范围广，可在储能材料载体，气体吸附以及超级电容器等方面有良好的应用前景。附图说明图1为在不同温度条件下得到聚合物的氮气吸脱附曲线图；图2为在不同温度条件下得到聚合物的非定域密度函数理论图；图3为在不同温度条件下得到聚合物在273K时CO2吸附图；图4为在不同温度条件下得到聚合物在298K时CO2吸附图；图5为在不同温度条件下得到聚合物的傅里叶变换红外光谱图；图6为在不同温度条件下得到聚合物的X射线衍射图；图7为在80℃条件下得到聚合物的热重分析图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1一种富氮多孔有机聚合物的合成方法，具体步骤为：在常温常压下，将均苯三甲醛(81.2mg，0.5mmoL)和副品红碱(152.7mg，0.5mmoL)两种单体置于25mL的玻璃瓶中，加入1，4-二氧六环(5mL)并超声2min至均苯三甲醛和副品红碱完全溶解，接着缓慢滴加乙酸水溶液(1mL，3mol/L)，刚滴入乙酸水溶液即可出现凝胶，直至完全滴加后需静置10-20min待凝胶完全形成。将反应装置置于5℃下反应24h后，在砂芯漏斗中进行抽滤，抽滤过程中用DMF洗涤2-3次，且用甲醇作为溶剂索氏提取24h，放入真空烘箱中60℃烘干10h，即得到富氮多孔有机聚合物粉末。BET比表面积为103.7m2/g，所述的富氮多孔有机聚合物的氮含量为8.39％(元素分析法测得)。实施例2一种富氮多孔有机聚合物的合成方法，具体步骤为：在常温常压下，将均苯三甲醛(81.2mg，0.5mmoL)和副品红碱(152.7mg，0.5mmoL)两种单体置于25mL的玻璃瓶中，加入1，4-二氧六环(5mL)并超声2min至均苯三甲醛和副品红碱完全溶解，接着缓慢滴加乙酸水溶液(1mL，3mol/L)，刚滴入乙酸水溶液即可出现凝胶，直至完全滴加后需静置10-20min待凝胶完全形成。将反应装置置于25℃下反应24h后，在砂芯漏斗中进行抽滤，抽滤过程中用DMF洗涤2-3次，且用甲醇作为溶剂索氏提取24h，放入真空烘箱中60℃烘干10h，即得到富氮多孔有机聚合物粉末。BET比表面积为235.5m2/g所述的富氮多孔有机聚合物的氮含量为8.48％。实施例3一种富氮多孔有机聚合物的合成方法，具体步骤为：在常温常压下，将均苯三甲醛(81.2mg，0.5mmoL)和副品红碱(152.7mg，0.5mmoL)两种单体置于25mL的玻璃瓶中，加入1，4-二氧六环(5mL)并超声2min至均苯三甲醛和副品红碱完全溶解，接着缓慢滴加乙酸水溶液(1mL，3mol/L)，刚滴入乙酸水溶液即可出现凝胶，直至完全滴加后需静置10-20min待凝胶完全形成。将反应装置置于80℃下反应24h后，在砂芯漏斗中进行抽滤，抽滤过程中用DMF洗涤2-3次，且用甲醇作为溶剂索氏提取24h，放入真空烘箱中60℃烘干10h，即得到富氮多孔有机聚合物粉末。BET比表面积为494.0m2/g所述的富氮多孔有机聚合物的氮含量为8.71％。实施例4一种富氮多孔有机聚合物的合成方法，具体步骤为：在常温常压下，将均苯三甲醛(81.2mg，0.5mmoL)和副品红碱(152.7mg，0.5mmoL)两种单体置于25mL的玻璃瓶中，加入1，4-二氧六环(5mL)并超声2min至均苯三甲醛和副品红碱完全溶解，接着缓慢滴加乙酸水溶液(1mL，3mol/L)，刚滴入乙酸水溶液即可出现凝胶，直至完全滴加后需静置10-20min待凝胶完全形成。将反应装置置于100℃下反应24h后，在砂芯漏斗中进行抽滤，抽滤过程中用DMF洗涤2-3次，且用甲醇作为溶剂索氏提取24h，放入真空烘箱中60℃烘干10h，即得到富氮多孔有机聚合物粉末。BET比表面积为518.0m2/g所述的富氮多孔有机聚合物的氮含量为8.72％。实施例5一种富氮多孔有机聚合物的合成方法，具体步骤为：在常温常压下，将均苯三甲醛(81.2mg，0.5mmoL)和副品红碱(152.7mg，0.5mmoL)两种单体置于25mL的玻璃瓶中，加入1，4-二氧六环(5mL)并超声2min至均苯三甲醛和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种富氮多孔有机聚合物的合成方法，其特征在于，包括：在常温常压下，将均苯三甲醛和副品红碱两种单体置于反应瓶中，加入1，4‑二氧六环并超声，接着滴加乙酸水溶液，直至完全形成凝胶，在5‑120℃下反应12‑36h后，进行抽滤及索氏提取，放入真空烘箱中干燥，得到富氮多孔有机聚合物粉末。

【技术特征摘要】
1.一种富氮多孔有机聚合物的合成方法，其特征在于，包括：在常温常压下，将均苯三甲醛和副品红碱两种单体置于反应瓶中，加入1，4-二氧六环并超声，接着滴加乙酸水溶液，直至完全形成凝胶，在5-120℃下反应12-36h后，进行抽滤及索氏提取，放入真空烘箱中干燥，得到富氮多孔有机聚合物粉末。2.如权利要求1所述的富氮多孔有机聚合物的合成方法，其特征在于，所述的均苯三甲醛和副品红碱的摩尔比为1∶0.9-1.1。3.如权利要求1所述的富氮多孔有机聚合物的合成方法，其特征在于，所述的均苯三甲醛和1，4-二氧六环的比例为0.5mmoL：3-5mL。4.如权利要求1所述的富氮多孔有机聚合物的合成方法，其特征在于，所述的均苯三甲醛和乙酸水溶液的比例为0.5mmoL：0.8-1.2mL，乙酸水溶液的浓度为2.5-3.5M。5.如权利要求1所述的富氮多孔有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖耀祖，李佳欢，李慧敏，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31