【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光/压电催化材料，更具体地，涉及一种线性聚酰亚胺双功能光/压电催化材料及其应用。
技术介绍
1、在清洁能源技术中，光催化技术和压电催化技术分别可以利用太阳能和机械能转化为化学能而受到广泛关注。光催化技术常用的半导体材料中有一部分较为特殊的材料既是光催化材料又是压电催化材料，例如batio3、cds、zno、biwo3和mos2等。近年来，聚合物半导体材料因其在地球丰富的来源、易于合成和可加工性、在分子水平可调的电子和能带结构以及高物理化学稳定性等固有优势而成为一类新兴的催化剂，正逐渐受到越来越广泛的关注。目前的研究进展均集中在光催化领域的应用，主要有共轭线性聚合物、共轭微孔聚合物和共轭有机框架聚合物，用于光催化水分解产氢、光催化产双氧水和光催化降解环境中污染物等。而在压电催化领域的报道则很少，且主要为聚偏二氟乙烯(pvdf)。
2、在聚合物半导体材料中，聚酰亚胺(pi)材料作为一种典型的d-a型聚合物，带隙可调、易于进行分子设计、合成方法简单且无毒无害，自从2012年被报道具有光催化活性以来受到了广泛关注。结晶型聚酰亚胺材料因其具有的非中心对称特性而具有在压电催化领域应用的潜在可能，因此，设计一种既可以高效收集太阳能作为光催化剂又可以收集机械能转化为化学能作为压电催化剂的聚酰亚胺催化材料成为亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的问题，提供了一种线性聚酰亚胺双功能光/压电催化材料及其应用。本专利技术制备的线性聚酰亚胺催化材料既可以作
2、本专利技术的第一个方面在于提供一种线性聚酰亚胺双功能光/压电催化材料，所述线性聚酰亚胺由二酐和二胺的原料制得，所述二酐选自均苯四甲酸二酐(pmda)和联苯四甲酸二酐(bpda)中的至少一种，所述二胺选自4,4'-二氨基苯酰替苯胺(daba)和3-羟基-4,4'-二氨基苯酰替苯胺中的至少一种，所述二酐和所述二胺的摩尔比为1﹕0.9-1.1。
3、优选地，所述线性聚酰亚胺为如结构通式i所示的化合物：
4、
5、其中ar选自r选自h或oh。
6、本专利技术和的第二个方面在于提供一种线性聚酰亚胺双功能光/压电催化材料的制备方法，包括如下步骤：
7、1)非质子强极性溶剂与醇类溶剂混合均匀，得混合溶剂；
8、2)将二酐溶解于混合溶剂中，再加入二胺，搅拌，得混合溶液；
9、3)混合溶液在高温下反应，冷却，洗涤，干燥，即得。
10、优选地，步骤1)中所述的非质子强极性溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)和n,n-二甲基乙酰胺(dmac)中的至少一种。
11、进一步优选地，步骤1)中所述的非质子强极性溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。
12、优选地，步骤1)中所述的醇类溶剂选自二元醇和多元醇中的至少一种。
13、进一步优选地，步骤1)中所述的醇类溶剂为乙二醇。
14、优选地，步骤1)中所述的非质子强极性溶剂与醇类溶剂的体积比为1﹕0.25-1.5。
15、进一步优选地，步骤1)中所述的非质子强极性溶剂与醇类溶剂的体积比为1﹕0.8。
16、优选地，步骤2)中的原料(二酐和二胺)占总反应体系的质量比为10-25wt％。
17、进一步优选地，步骤2)中的原料(二酐和二胺)占总反应体系的质量比为18wt％。
18、优选地，步骤3)中所述的反应温度为160-200℃。
19、进一步优选地，步骤3)中所述的反应温度为180℃。
20、优选地，步骤3)中所述的反应时间为36-50h。
21、进一步优选地，步骤3)中所述的反应时间为40h。
22、本专利技术的第三个方面涉及如上所述线性聚酰亚胺双功能光/压电催化材料在光催化领域、压电催化领域、光-压电协同催化
中的应用，包括降解水中各类污染物、制备双氧水分解水制氢气和将co2还原为含碳燃料中的至少一种。
23、相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：(1)该方法操作简单、反应可控；(2)本专利技术的线性聚酰亚胺双功能光/压电催化材料具有优异的光催化响应和压电响应性能，并且光-压电同时使用时催化性能大幅提升。
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1.一种线性聚酰亚胺双功能光/压电催化材料，其特征在于，所述线性聚酰亚胺由二酐和二胺为原料制得，所述二酐选自均苯四甲酸二酐和联苯四甲酸二酐中的至少一种，所述二胺选自4,4'-二氨基苯酰替苯胺和3-羟基-4,4'-二氨基苯酰替苯胺中的至少一种，所述二酐和所述二胺的摩尔比为1﹕0.9-1.1。
2.根据权利要求1所述的线性聚酰亚胺双功能光/压电催化材料，其特征在于：所述线性聚酰亚胺为如结构通式I所示的化合物：
3.一种根据权利要求1-2任一项所述线性聚酰亚胺双功能光/压电催化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的非质子强极性溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的醇类溶剂选自二元醇和多元醇中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述非质子强极性溶剂与所述醇类溶剂的体积比为1﹕0.25-1.5。
7.根据权利要求
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述的反应温度为160-200℃。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述的反应时间为36-50h。
10.根据权利要求1-2任一项所述的线性聚酰亚胺双功能光/压电催化材料或权利要求3-9任一项所述线性聚酰亚胺双功能光/压电催化材料的制备方法制备得到的线性聚酰亚胺双功能光/压电催化材料在光催化领域、压电催化领域、光-压电协同催化技术领域中的应用，其特征在于，所述应用包括降解水中各类污染物、制备双氧水分解水制氢气和将CO2还原为含碳燃料中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种线性聚酰亚胺双功能光/压电催化材料，其特征在于，所述线性聚酰亚胺由二酐和二胺为原料制得，所述二酐选自均苯四甲酸二酐和联苯四甲酸二酐中的至少一种，所述二胺选自4,4'-二氨基苯酰替苯胺和3-羟基-4,4'-二氨基苯酰替苯胺中的至少一种，所述二酐和所述二胺的摩尔比为1﹕0.9-1.1。
2.根据权利要求1所述的线性聚酰亚胺双功能光/压电催化材料，其特征在于：所述线性聚酰亚胺为如结构通式i所示的化合物：
3.一种根据权利要求1-2任一项所述线性聚酰亚胺双功能光/压电催化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的非质子强极性溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮和n,n-二甲基乙酰胺中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的醇类溶剂选自二元醇和多元醇中的至少一种。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：张燕，任茜，职欣心，黄洪伟，刘金刚，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：
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