聚合物微球、带有异氰酸酯基团的功能性微球和聚合物负载型催化剂制造技术

本发明专利技术涉及一种聚合物微球、带有异氰酸酯基团的功能性微球和聚合物负载型催化剂。本发明专利技术的聚合物微球由选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体和任选的不饱和二羧酸酐单体利用自稳定沉淀聚合法聚合而得到，式(1)中，R1为氢原子或甲基，R2和R3分别独立地表示氢原子、碳原子数为1～6的烷基或碳原子数为6～12的芳基，且R2和R3中至少之一为氢原子，式(2)中，R4和R5分别独立地表示氢原子、碳原子数为1～6的烷基或碳原子数为6～12的芳基；相对于整个所述聚合物微球，基于选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体的单元的比率为20mol％以上。20mol％以上。20mol％以上。

【技术实现步骤摘要】
聚合物微球、带有异氰酸酯基团的功能性微球和聚合物负载型催化剂


[0001]本专利技术涉及一种聚合物微球、以及通过该聚合物微球得到的带有异氰酸酯基团的功能性微球和聚合物负载型催化剂。

技术介绍

[0002]随着科学和工业的发展，水污染问题也日益严重，这对人类健康和生态的危害极大，水污染源主要包括工业污染源，农业污染源和生活污染源等，污水中主要含有无机物质(酸，碱，无机盐等)和有机物质(染料，农药，细菌病毒等)，传统的废水处理方法所需设备复杂，耗时较长，且需消耗大量能量。光催化技术是一种新型废水处理技术，不会产生二次污染且应用范围广泛，主要使用半导体类物质(C3N4，量子点，SnS2，TiO2，ZnO，SnO2等)作为催化剂，在紫外光等光源的照射下，会将催化剂的电子从价带(VB)激发到导带(CB)，从而形成电子
‑
空穴对，其中价带空穴具有强氧化作用，导带电子具有强还原作用，大多数的光降解则利用的空穴的强氧化能力。
[0003]但是直接将半导体催化剂用于废水处理会产生回收困难，团聚等问题，将催化剂固定化克服了这些不足，不仅保持了半导体催化剂的稳定性，还提高了催化效率。固定催化剂的载体主要有无机材料(二氧化硅，硅酸钙等)和聚合物有机材料(聚芳醚腈，马来酸酐共聚物，纤维素等)。固定方法主要有吸附法，包埋法，交联法和共价结合法等。其中共价结合法将催化剂通过共价键连接到具有反应位点的载体表面，这种共价作用非常的坚固和稳定，无机半导体几乎不会脱落，且拥有优异的环境耐受性。然而，一些共价连接的操作流程较复杂，半导体催化剂的晶型可能受到破坏，且对催化剂的选择具有局限性。
[0004]对于可作为负载型催化剂的载体而言，功能性聚合物微球由于具有高比表面积，单分散性，优异的力学性能等优势，而受到了广泛地关注。对于功能化微球的设计主要有两条路线：一是利用功能性单体，通过选择合适的聚合方法精准设计合成序列结构明确的功能化聚合物，并实现对聚合物性能的有效控制；二是对已有微球通过物理或化学手段引入功能性基团，提高其综合性能，主要以聚苯乙烯微球，聚甲基丙烯酸甲酯微球等为基体，向微球表面引入羟基，氨基，羧基，巯基，磺酸基等基团，从而赋予聚合物微球不同的功能。
[0005]然而，传统上，无论何种制备路线，通常采用悬浮聚合、乳液聚合、分散聚合等方法来制备此类聚合物微球。但是，此类方法很难向微球表面引入高密度的功能性基团，所制备的聚合物微球表面还会残留如乳化剂和分散剂等表面活性剂，这些表面活性剂很难被完全去除。这导致所制备的聚合物微球在作为负载型催化剂时的负载能力较弱，且所制备的负载型催化剂的催化效果受限。而且，上述各方法所制备的聚合物载体的组成的可调性也有限，导致所得的负载型催化剂的环境适应性差。
[0006]另外，传统上，如上所得的功能性聚合物微球通常利用功能性基团物理地吸附半导体催化剂。这导致所制备的负载型催化剂的性能稳定性差。
[0007]自稳定沉淀聚合作为一种无需添加任何稳定剂或分散剂，就可以制备单分散聚合
物微球的非均相聚合方法，受到了重视。但是，自稳定沉淀聚合由于其自身聚合机理而对于所适用的共聚单体以及共聚单体的比例非常挑剔。另外，自稳定沉淀聚合所得的聚合物微球与其他传统方法所得的聚合物微球在聚合物分子链的堆积方式上也存在不同，但是现有技术中对于基于由自稳定沉淀聚合得到的聚合物微球是否能够用于制备能够弥补上述缺陷的聚合物载体，也没有研究。
[0008]因此，在光催化
中，对于利用自稳定沉淀聚合制备适于形成催化剂载体的聚合物微球以及基于此聚合物微球得到的，催化效率高、性能稳定性高且环境适应性强的负载型催化剂，存在需求。

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的问题
[0010]针对本领域上述存在的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种聚合物微球，该聚合物微球利用自稳定沉淀聚合法得到，适于形成负载半导体催化剂的聚合物载体且所制得的负载型催化剂的催化效率高、性能稳定性高且环境适应性强。
[0011]本专利技术所要解决的技术问题还在于提供一种带有异氰酸酯基团的功能性微球，该功能性微球适于作为半导体催化剂的聚合物载体，且所制得的负载型催化剂的催化效率高、性能稳定性高且环境适应性强。
[0012]本专利技术所要解决的技术问题还在于一种新型的负载型催化剂，具有优异的催化效果、高的性能稳定性以及强的环境适应性。
[0013]用于解决问题的方案
[0014]根据本专利技术专利技术人的潜心研究，发现通过以下技术方案的实施，能够解决上述技术问题：
[0015][1].一种聚合物微球，其中，所述聚合物微球由选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体和任选的不饱和二羧酸酐单体利用自稳定沉淀聚合法聚合而得到，
[0016][0017]式(1)中，R1为氢原子或甲基，R2和R3分别独立地表示氢原子、碳原子数为1～6的烷基或碳原子数为6～12的芳基，且R2和R3中至少之一为氢原子，
[0018][0019]式(2)中，R4和R5分别独立地表示氢原子、碳原子数为1～6的烷基或碳原子数为6～
12的芳基；
[0020]相对于整个所述聚合物微球，基于选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体的单元的比率为20mol％以上。
[0021][2].根据[1]所述的聚合物微球，其中，所述聚合物微球由选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体共聚、但不使用不饱和二羧酸酐单体而得到，
[0022]相对于整个所述聚合物微球，基于选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体的单元的比率为45mol％以上。
[0023][3].根据[2]所述的聚合物微球，其中，所述聚合物微球仅由选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体聚合而得到，或者
[0024]所述聚合物微球仅由选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体和具有两个以上的碳碳双键的单体聚合而得到。
[0025][4].根据[1]所述的聚合物微球，其中，所述聚合物微球由选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体和不饱和二羧酸酐单体聚合而得到，
[0026]相对于整个所述聚合物微球，基于选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体的单元的比率为20mol％以上且90mol％以下。
[0027][5].根据[4]所述的聚合物微球，其中，所述聚合物微球中，基于选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体的单元与基于不饱和二羧酸酐单体的单元的摩尔比例为1/5～5/1。
[0028][6].根据[4]所述的聚合物微球，其中，所述聚合物微球仅由选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体和不饱和二羧酸酐单体聚合而得到，或者
[0029]所述聚合物微球仅由选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体、不饱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合物微球，其特征在于，所述聚合物微球由选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体和任选的不饱和二羧酸酐单体利用自稳定沉淀聚合法聚合而得到，式(1)中，R1为氢原子或甲基，R2和R3分别独立地表示氢原子、碳原子数为1～6的烷基或碳原子数为6～12的芳基，且R2和R3中至少之一为氢原子，式(2)中，R4和R5分别独立地表示氢原子、碳原子数为1～6的烷基或碳原子数为6～12的芳基；相对于整个所述聚合物微球，基于选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体的单元的比率为20mol％以上。2.根据权利要求1所述的聚合物微球，其特征在于，所述聚合物微球由选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体共聚、但不使用不饱和二羧酸酐单体而得到，相对于整个所述聚合物微球，基于选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体的单元的比率为45mol％以上。3.根据权利要求2所述的聚合物微球，其特征在于，所述聚合物微球仅由选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体聚合而得到，或者所述聚合物微球仅由选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体和具有两个以上的碳碳双键的单体聚合而得到。4.根据权利要求1所述的聚合物微球，其特征在于，所述聚合物微球由选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体和不饱和二羧酸酐单体聚合而得到，相对于整个所述聚合物微球，基于选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体的单元的比率为20mol％以上且90mol％以下。5.根据权利要求4所述的聚合物微球，其特征在于，所述聚合物微球中，基于选自式(1)所示的单体和式(2)所示的单体中的至少一种单体的单元与基于不饱和二羧酸酐单体的单元的摩尔比例为1/5～5/1。6.根据权利要求4所述的聚合物微球，其特征在于，所述聚合物微球...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨万泰，杨柳，陈冬，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：