一种氨基化聚四苯乙烯及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于空气净化技术领域，具体涉及一种氨基化聚四苯乙烯及其制备方法和应用，所述氨基化聚四苯乙烯是一种以四苯乙烯为聚合单元，且苯环上连有氨基的微孔聚合物，所述制备方法涉及镍催化的四(4

【技术实现步骤摘要】
一种氨基化聚四苯乙烯及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于空气净化
，具体涉及一种氨基化聚四苯乙烯及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]当前市场上的甲醛清除产品的核心关键在于甲醛清除剂，它是通过与甲醛分子作用将其分解或转化成其它无害物而达到去除甲醛的目的。目前，广泛使用的甲醛清除方法是光触媒法，即在光照下利用催化剂催化空气中的氧气和有机污染物发生氧化分解等化学反应，从而把甲醛等有机污染物分解掉，常见的催化剂主要是纳米二氧化钛(TiO2)。然而，室内环境下，光照强度较弱，这造成光触媒的实际室内甲醛清除效果并不理想。同时，光触媒液体呈白色，容易使深色物品染色，这导致光触媒产品应用范围受到限制。除此之外，以壳聚糖、氨基酸等为核心成分的高分子甲醛清除剂，配制的产品通常呈无色透明水溶液，且甲醛清除效果较好，其甲醛去除原理主要是基于氨基与甲醛的缩合反应。然而，这类高分子甲醛清除剂不适用有机溶剂体系，特别是与精油、除味剂等疏水性天然活性物质相容性差，且与疏水性表面结合力差。因此，发展一种能适用于非水体系的甲醛清除剂不仅必要而且迫切。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种氨基化聚四苯乙烯，解决了现有除甲醛材料的缺陷，利用氨基化聚四苯乙烯具有大量氨基位点，可以与甲醛分子反应达到去除甲醛的目的，在非水性甲醛清除产品研发中具有良好的发展前景。
[0004]为实现以上技术目的，本专利技术的技术方案是：
[0005]一种氨基化聚四苯乙烯，以四苯乙烯为结构单位，具有共轭结构骨架和大量永久性微孔，其骨架上连接有氨基基团。
[0006]所述氨基化聚四苯乙烯的制备方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1，聚四苯乙烯的制备：a1，将四(4
‑
溴苯)乙烯(1摩尔当量)加入到20毫升无水N,N
‑
二甲基甲酰胺制成溶液A；a2，在氮气保护下，向烧瓶中加入双(1,5
‑
环辛二烯)镍(5.2摩尔当量)、2,2'
‑
联吡啶(5.2摩尔当量)、1,5
‑
环辛二烯(5.2摩尔当量)和无水N,N
‑
二甲基甲酰胺(40毫升)搅拌制得溶液B；a3，将溶液A加入至溶液B搅拌6
‑
96h，并滴加1mol/L的盐酸同时并与冷却中室温，最后经过滤、水洗、四氢呋喃洗、真空干燥得到聚四苯乙烯固体粉末；
[0008]步骤2，硝基化聚四苯乙烯的制备：将聚四苯乙烯粉末加入至三氟乙酸中，并加入浓硝酸升温至50℃搅拌反应24h，最后倒入冰水中，经过滤、水洗、四氢呋喃洗、真空干燥得到硝基化聚四苯乙烯粉末；
[0009]步骤3，氨基化聚四苯乙烯粉末的制备：将硝基化聚四苯乙烯加入到四氢呋喃中搅拌形成悬浮液，然后计入二氯化锡升温回收反应并过夜，最后依次经过滤、氢氧化钠(10％)水溶液洗、水洗、醋酸/醋酸钠缓冲溶液(pH＝4)、水洗、四氢呋喃洗、真空干燥得到氨基化聚
四苯乙烯粉末。
[0010]所述步骤2中，聚四苯乙烯与浓硝酸的摩尔比为1:1
‑
5，其中，聚四苯乙烯摩尔量以四苯乙烯单位为计算。
[0011]所述步骤3中的硝基化聚四苯乙烯与二氯化锡的质量比为1:5
‑
15。
[0012]所述氨基化聚四苯乙烯分子量范围为1000
‑
50000。
[0013]所述氨基化聚四苯乙烯的氨基基团比例为：每个四苯乙烯氮源氨基数量为1
‑
4个。
[0014]上述的氨基化聚四苯乙烯用于除甲醛领域。
[0015]从以上描述可以看出，本专利技术具备以下优点：
[0016]1.本专利技术解决了现有除甲醛材料的缺陷，利用氨基化聚四苯乙烯具有大量氨基位点，可以与甲醛分子反应达到去除甲醛的目的，在非水性甲醛清除产品研发中具有良好的发展前景。
[0017]2.本专利技术制备的氨基化聚四苯乙烯呈现为疏水性，氨基官能团数量可调，能与甲醛分子反应而去除甲醛，适用于非水性甲醛清除产品方面，还可以应用于除甲醛用空气净化填料方面。
[0018]3.本专利技术制备的氨基化聚四苯乙烯具有共轭骨架结构和永久性有序微孔(具有微孔(孔径＜2纳米)和介孔(孔径<11纳米)特征)，环境稳定性较高，它不仅拥有优异的疏水性，而且比表面积超大
[0019]4.本专利技术提供的制备方法具有可操作性强，能实现工业化生产，可通过硝化和还原过程对氨基含量进行调节。具体而言，本制备方法包括镍催化剂偶联反应、硝化反应和二氯化锡还原三个步骤，制备过程可操作性强，易实现规模化生产。氨基的引入是为了使聚苯乙烯具有除甲醛功能，其含量可以通过硝化和还原过程来调节。因此，氨基化聚四苯乙烯的甲醛清除能力是可以调节的。
附图说明
[0020]图1是实施例1的氨基化聚四苯乙烯的制备路线；
[0021]图2是实施例1的氨基化聚四苯乙烯在乙醇中的形貌；
[0022]图3是实施例4的氨基化聚四苯乙烯在乙醇中的形貌；
[0023]图4是实施例5的氨基化聚四苯乙烯5的氮气吸附
‑
解离图。
具体实施方式
[0024]结合图1至图4，详细说明本专利技术的一个具体实施例，但不对本专利技术的权利要求做任何限定。
[0025]实施例1
[0026]一种氨基化聚四苯乙烯的制备方法，包括如下步骤(如图1所示)：
[0027]步骤一：将四(4
‑
溴苯)乙烯(4.0毫摩尔)加入到80毫升无水N,N
‑
二甲基甲酰胺制成溶液A；在氩气保护下，向500毫升烧瓶中加入双(1,5
‑
环辛二烯)镍(20.8毫摩尔)、2,2'
‑
联吡啶(20.8毫摩尔)、1,5
‑
环辛二烯(20.8毫摩尔)和无水N,N
‑
二甲基甲酰胺(160毫升)搅拌制得溶液B；将溶液A加入到溶液B，室温下搅拌反应6小时；向反应液中滴加30毫升1摩尔/升盐酸，冰浴冷却至室温，经过滤、水洗(3
×
200毫升)、四氢呋喃(3
×
200毫升)、真空干燥得
到聚四苯乙烯固体粉末。
[0028]步骤二：将0.8克聚四苯乙烯粉末加入到8毫升三氟乙酸中，加入2.4毫摩尔浓硝酸(聚四苯乙烯与浓硝酸摩尔比为1:1)，搅拌升温至50℃搅拌反应24小时，反应液倒入20毫升冰水中，经过滤、水洗、四氢呋喃洗、真空干燥得到硝基化聚四苯乙烯粉末。
[0029]步骤三：将0.82克硝基化聚四苯乙烯加入到20毫升四氢呋喃中搅拌形成悬浮液，然后加入4.1克二氯化锡(硝基化聚四苯乙烯与二氯化锡质量比为1:5)，升温回流反应过夜，，依次经过滤、氢氧化钠(10％)水溶液洗、水洗、醋酸/醋酸钠缓冲溶液(pH＝4)、水洗、四氢呋喃洗、真空干燥得到氨基化聚四苯乙烯粉末，记为G1。经测试G1平均分子量约为1000，每个四苯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氨基化聚四苯乙烯，其特征在于：以四苯乙烯为结构单位，具有共轭结构骨架和大量永久性微孔，其骨架上连接有氨基基团。2.根据权利要求1所述的氨基化聚四苯乙烯，其特征在于：所述氨基化聚四苯乙烯呈疏水性。3.根据权利要求1所述的氨基化聚四苯乙烯，其特征在于：所述氨基化聚四苯乙烯的分子量范围为1000
‑
50000。4.根据权利要求1所述的氨基化聚四苯乙烯，其特征在于：所述氨基化聚四苯乙烯上的氨基基团比例为每个四苯乙烯单位上的氨基数量为1
‑
4个。5.根据权利要求1所述的氨基化聚四苯乙烯，其特征在于：所述氨基化聚四苯乙烯的制备方法，包括：步骤1，聚四苯乙烯的制备：a1，将四(4
‑
溴苯)乙烯加入到水N,N
‑
二甲基甲酰胺制成溶液A；a2，在氮气保护下，向烧瓶中加入双(1,5
‑
环辛二烯)镍、2,2'
‑
联吡啶、1,5
‑
环辛二烯和无水N,N
‑
二甲基甲酰胺搅拌制得溶液B；a3，将溶液A加入至溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢阿明，陈佑剑，焦颖芝，
申请(专利权)人：绍兴道普新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：