【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于多孔有机聚合物制备，具体涉及一种结合高温碳化与乌尔曼反应制备的多孔有机聚合物及其制备方法。
技术介绍
1、多孔有机聚合物(porous organic polymers，pops)是一类新兴的高度交联的无定形聚合物，主要由c、h、b、n、o等轻质元素通过强共价键(c-c、c-n、c-o、b-o和b-n键等)连接而成。由于pops具有高比表面积、低骨架密度、高物理化学稳定性、合成多样性和容易功能化等特点，pops在气体吸附、气体分离、荧光传感、异相催化、光电转换和能量储存等领域具有潜在的应用价值。
2、近年来，由于多孔有机聚合物(pops)具有较轻的骨架密度和高的比表面积，使其在分离、异相催化、气体存储和传感等领域备受关注。目前，不同类型的pops已经被相继开发和应用。研究人员选用不同官能团的芳香族化合物作为构筑基元，通过控制单体的比例等因素实现杂原子的可控和高效掺杂，合成了各种新型pops材料。n元素是多孔材料最常见也是最有效的掺杂方式，由于n原子的电负性较大，从而可以有效改变孔道微环境，提高材料极性，增加活性位点，提高电子传输速率。叔胺基微孔有机聚合物作为一类具有巨大应用前景的pops材料，由于其具有丰富的氮含量、较高的稳定性、高的bet比表面积和孔隙率，使其被广泛用于气体的吸附与分离中。
3、目前，常用的合成方法包括钯催化的sonogashira-hagihara偶联反应以及buchwald-hartwig偶联反应。由于传统的pops合成方法需要使用昂贵的催化剂，难以满足工业化生产的需求
4、乌尔曼反应是一种金属催化的偶联反应，常用的催化剂包括铜、银和钯等。在有机合成中具有广泛的应用，可以用于构建复杂的芳香化合物骨架，合成天然产物和药物分子，以及制备有机材料等。乌尔曼反应的基本步骤包括：(1)金属活化：催化剂首先与卤代芳烃或取代芳烃反应，生成金属中间体；(2)偶联反应：金属中间体进一步与另一个卤代芳烃或取代芳烃发生偶联，形成新的芳香化合物。乌尔曼反应通常在惰性溶剂(如二甲基亚砜、n,n-二甲基乙酰胺等)中进行，在适当的温度下进行反应。反应条件的选择可以控制生成的产物种类和收率。近年来已经有使用乌尔曼反应进行多孔有机聚合物制备的探索，但是由于铜作为催化剂，其反应活性不足，难以获得高比表面的多孔有机聚合物，进一步限制了其应用。因此研究一种能够利用乌尔曼反应的优点，合成高比表面的多孔有机聚合物，使其具有丰富含氮位点的制备方法具有广泛的实用性。
5、公开号为cn109734906a的专利技术专利提供了一种三嗪基多孔聚合物及其制备方法及应用，采用了三聚氰氯和多芳基化合物为单体，无水氯化铝为催化剂，同时利用三聚氰氯与多芳基化合物发生的傅克偶联以及多芳基化合物自身的发生肖尔偶联进行聚合反应；快速高效地制备一系列孔径具有不同分子结构的多孔有机聚合物，但是傅克偶联聚合反应和肖尔偶联聚合反应为竞争反应，该方法在使用时需要调控单体比例和聚合活性差异，公开号为cn110790926a的专利技术公开了一种含钯金属-聚卡宾多孔有机聚合物的制备方法及应用，利用多孔聚合物作为催化剂载体，通过季铵盐反应在多孔聚合物中引入卡宾离子位点，通过卡宾与醋酸钯结合，将金属用一种强的c-m键连接在多孔聚合物中，合成了多孔有机聚合物固载的有机金属钯催化剂，但是该专利技术主要注重解决如何使得卡宾单元能够均匀分散在聚合物骨架上，且抑制金属活性点之间的聚集的技术问题，未涉及高比表面的多孔有机聚合物制备的相关技术方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种结合高温碳化与乌尔曼反应制备的多孔有机聚合物及其制备方法，将高温碳化与乌尔曼反应相结合，通过一步法合成丰富含氮位点的多孔有机聚合物。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术的目的之一在于提供一种结合高温碳化与乌尔曼反应制备的多孔有机聚合物的制备方法，将高温碳化与乌尔曼反应相结合，通过一步法合成含有丰富叔胺的多孔有机聚合物。
4、进一步的，所述一步法具体包括如下步骤：
5、s1、在反应容器中，将含有多氨基官能团的芳香化合物、多卤代芳香化合物、亚铜催化剂充分溶解在强极性溶液；
6、s2、充分反应s1所述混合物，冷却至室温后将其初产物溶解在乙腈或者dmf中反应至完全溶解，冷却至室温后分别采用甲醇、二氯甲烷洗涤抽滤，真空干燥得到产物；
7、s3、将产物与氯化锌在红外灯下研磨混合均匀，在氮气保护下进行加热反应，待反应结束后冷却至室温，得到黑色粉末；
8、s4、研磨黑色粉末并放入去离子水中搅拌抽滤，然后用去离子水洗涤至中性，依次用去离子水和四氢呋喃虹吸24h，抽滤干燥后得到含有丰富叔胺的多孔有机聚合物。
9、进一步的，所述s1中多氨基官能团的芳香化合物为含有两个以上氨基官能团的芳香化合物。
10、进一步的，所述s1中多氨基官能团的芳香化合物与多卤代芳香化合物的摩尔比例为1:1，亚铜催化剂用量为底物的2-6倍。
11、进一步的，所述s2中反应温度为80-140℃，反应时间为22-25h。
12、进一步的，所述s3中产物与氯化锌的摩尔比例为1:2-8，氯化锌还可以选择氢氧化钠或氢氧化钾。
13、进一步的，所述s3中使用管式炉将研磨后的混合物从室温加热到400℃以上并保持40h。
14、进一步的，加热速率为1-10℃/min。
15、本专利技术的目的之二在于提供一种结合高温碳化与乌尔曼反应方法所制备的多孔有机聚合物。
16、进一步的，所述多孔有机聚合物含有叔胺基微孔，具有丰富含氮位点。
17、相较于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
18、本专利技术首次通过ullmann偶联反应结合高温碳化制备含有叔胺基微孔的多孔有机聚合物，所述制备方法具有以下优点：
19、(1)乌尔曼反应结合高温碳化可以制备出具有高度有序的多孔结构的有机聚合物，这种多孔结构提供了大量的孔隙和表面积，有利于吸附气体、储存能量、催化反应等应用；
20、(2)通过调节乌尔曼反应和高温碳化的条件，可以精确控制聚合物的孔径尺寸、孔隙分布和孔壁厚度等参数，从而实现对多孔结构的精细调控；
21、(3)由于高温碳化过程中生成的碳基骨架具有很高的热稳定性，所以利用乌尔曼反应结合高温碳化制备的多孔有机聚合物具有较高的热稳定性，可以在高温环境下保持良好的结构稳定性；
22、(4)通过选择不同的有机分子作为起始材料，可以调控聚合物的化学性质和功能性质。这使得可以在多孔有机聚合物中引入其他化学基团、功能模块，从而赋予聚合物更多的功能性和应用潜力；
23、(5)乌尔曼反应以及高温碳化过程中无需使用有毒或有害的化学试剂，具有较好的环境友好性。
24、附图标记
25、图1为本专利技术实施例1-3中结合高温碳化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种结合高温碳化与乌尔曼反应制备的多孔有机聚合物的制备方法，其特征在于，将高温碳化与乌尔曼反应相结合，通过一步法合成含有丰富叔胺的多孔有机聚合物。
2.如权利要求1所述的一种结合高温碳化与乌尔曼反应制备的多孔有机聚合物的制备方法，其特征在于，所述一步法具体包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的一种结合高温碳化与乌尔曼反应制备的多孔有机聚合物的制备方法，其特征在于，所述S1中多氨基官能团的芳香化合物为含有两个以上氨基官能团的芳香化合物。
4.如权利要求2所述的一种结合高温碳化与乌尔曼反应制备的多孔有机聚合物的制备方法，其特征在于，所述S1中多氨基官能团的芳香化合物与多卤代芳香化合物的摩尔比例为1:1，亚铜催化剂用量为底物的2-6倍。
5.如权利要求2所述的一种结合高温碳化与乌尔曼反应制备的多孔有机聚合物的制备方法，其特征在于，所述S2中反应温度为80-140℃，反应时间为22-25h。
6.如权利要求2所述的一种结合高温碳化与乌尔曼反应制备的多孔有机聚合物的制备方法，其特征在于，所述S3中产物与氯化锌的摩尔比例为1:2
7.如权利要求2所述的一种结合高温碳化与乌尔曼反应制备的多孔有机聚合物的制备方法，其特征在于，所述S3中使用管式炉将研磨后的混合物从室温加热到400℃以上并保持40h。
8.如权利要求7所述的一种结合高温碳化与乌尔曼反应制备的多孔有机聚合物的制备方法，其特征在于，加热速率为1-10℃/min。
9.一种如权利要求1-8任一所述结合高温碳化与乌尔曼反应方法所制备的多孔有机聚合物。
10.如权利要求9所述的一种结合高温碳化与乌尔曼反应制备的多孔有机聚合物，其特征在于，所述多孔有机聚合物含有叔胺基微孔，具有丰富含氮位点。
...【技术特征摘要】
1.一种结合高温碳化与乌尔曼反应制备的多孔有机聚合物的制备方法，其特征在于，将高温碳化与乌尔曼反应相结合，通过一步法合成含有丰富叔胺的多孔有机聚合物。
2.如权利要求1所述的一种结合高温碳化与乌尔曼反应制备的多孔有机聚合物的制备方法，其特征在于，所述一步法具体包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的一种结合高温碳化与乌尔曼反应制备的多孔有机聚合物的制备方法，其特征在于，所述s1中多氨基官能团的芳香化合物为含有两个以上氨基官能团的芳香化合物。
4.如权利要求2所述的一种结合高温碳化与乌尔曼反应制备的多孔有机聚合物的制备方法，其特征在于，所述s1中多氨基官能团的芳香化合物与多卤代芳香化合物的摩尔比例为1:1，亚铜催化剂用量为底物的2-6倍。
5.如权利要求2所述的一种结合高温碳化与乌尔曼反应制备的多孔有机聚合物的制备方法，其特征在于，所述s2中反应温度...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。