【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超交联多孔聚合物制备，具体涉及一种酸性离子液体催化制备超交联多孔聚合物的方法。
技术介绍
1、超交联(多孔)聚合物(hcps)是一系列永久性微孔聚合物材料，近年来，hcps因其合成方法多样、易于功能化、比表面积大、试剂成本低、操作条件温和等显著优势，发展迅速。通过合理选择功能化单体、适当长度的交联剂和优化反应条件，得到了多孔拓扑结构完善、具备特定化学性质的超交联聚合物。hcps在气体储存、碳捕获、污染物去除、分子分离、催化、药物传递、传感等能源和环境领域均具有广阔的应用前景。
2、现有技术中，超交联多孔聚合物是由金属氯化物和传统的有机溶剂实现的。这种方法虽然能得到性能较好的超交联聚合物，但仍存在一些问题(green chem.,2022,24,227-237)：使用的金属氯化物催化剂由于多相反应而难以回收；反应需要无水环境；一些反应单体在有机溶剂中的溶解度差导致聚合反应效果不佳；挥发性含氯有机溶剂对身体健康有较大的潜在风险。超交联多孔聚合物也有由机械合成方法合成实现的(beilsteinj.org.chem.2019,15,1154-1161)，通过研磨的方法得到bet表面积高达1720m2/g、孔容达1.55cm3/g的超交联多孔聚合物，相较于前述现有技术避免了有机溶剂的使用，但仍存在大量使用不可回收金属氯化物催化剂的缺点。
3、离子液体是一种完全由离子组成的化合物，具有溶解性好、不易挥发、易于回收等优点，由咪唑类、季铵类等卤盐与金属氯化物以一定比例结合，即可得到lewis酸离子液体。设计
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种酸性离子液体催化制备超交联多孔聚合物的方法，可以各种常见交联剂、单体为原料，利用酸性离子液体催化制备超交联多孔聚合物。本专利技术方法还可通过进一步加入有机溶剂与酸性离子液体复配，并通过调整有机溶剂与酸性离子液体的比例，得到比表面积更大、介孔含量更高的超交联多孔聚合物。本专利技术还解决了现有技术中金属氯化物(lewis酸)作为催化剂的不可循环和酸性废液多的技术问题。
2、一种酸性离子液体催化制备超交联多孔聚合物的方法，将交联剂、酸性离子液体催化剂、可选择性加入的单体和可选择性加入的有机溶剂混合反应制备超交联多孔聚合物，反应结束后固液分离，回收酸性离子液体催化剂和可选择性加入的有机溶剂进行循环套用；
3、所述酸性离子液体催化剂为三氯化铝酸性离子液体、三氯化铁酸性离子液体、氯化锌酸性离子液体中的至少一种。
4、所述交联剂可含有两个(及以上的)苄基卤素或两个(及以上的)甲氧甲基，具体可为中的至少一种，其中x、z分别独立选自氯或溴，y选自氯、溴或甲氧基。
5、所述三氯化铝酸性离子液体可为(ch3ch2)3nhcl-xalcl3()、bmimcl-xalcl3()、[bmim][tfsi]-xalcl3()、[ho3sc3-net3]cl-xalcl3()、[ho3sc3-mim]cl-xalcl3()中的至少一种；
6、所述三氯化铁酸性离子液体可为bmimcl-xfecl3()、[bmim][tfsi]-xfecl3()、[ho3sc3-net3]cl-xfecl3()、[ho3sc3-mim]cl-xfecl3()中的至少一种；
7、所述氯化锌酸性离子液体可为bmimcl-xzncl2()、[bmim][tfsi]-xzncl2()、[ho3sc3-net3]cl-xzncl2()、[ho3sc3-mim]cl-xzncl2()中的至少一种；
8、x可为1～5，优选为2～3。酸性离子液体催化剂中金属卤化物比例对催化性能有显著影响，当比例过低时，催化活性较差。
9、本专利技术所述酸性离子液体催化剂的制备方法系现有技术。
10、示例的，一种酸性离子液体催化剂的制备方法，包括：将1.0摩尔当量的(ch3ch2)3nhcl、bmimcl、[bmim][tfsi]、[ho3sc3-net3]cl或[ho3sc3-mim]cl与x(x＝1～5)摩尔当量的alcl3、fecl3或zncl2混合加热到50～100℃并保温至反应体系中的固体消失且整个体系变为液体为止，得到所述酸性离子液体催化剂。其它的酸性离子液体催化剂可以照此示例制备获得。
11、所述单体可为芳环取代的咪唑单体、双苯基咪唑二卤化物(2[phim]nc-x)中的至少一种，即可为中的至少一种；
12、其中：
13、取代基r0、r1、r2、r3各自独立的选自氢、烷基、芳烃基或烷基取代芳烃基，且r0、r1、r2和r3中至少含有一个芳环；
14、a为氯、溴或碘；
15、n可为1～7。
16、所述有机溶剂可为1,2-二氯乙烷、二氯甲烷、甲醇中的至少一种。
17、在一实施例中，所述交联剂、所述酸性离子液体催化剂和所述单体的投料比可为1～5mmol:1～5g:0～5mmol；
18、所述有机溶剂与所述酸性离子液体催化剂的投料质量比可为0～1:1；优选为1～6:9。有机溶剂与酸性离子液体催化剂的质量比对超交联聚合物的结构性能有显著影响。当有机溶剂比例较大时，所得聚合物介孔含量较高。且酸性离子液体催化剂比例过高导致体系粘度过大不利于反应，比例过低会导致催化活性不足。
19、所述反应的温度可为30～150℃，优选为80～120℃，时间可为6～24h，优选为12～24h。聚合反应的温度过低、过高或反应时间过短，都会影响聚合物的孔结构。
20、所述固液分离可为减压过滤。
21、所述固液分离得到的固体可经盐酸、水、乙醇洗涤后，索氏提取48小时以上，80～100℃真空干燥，得到所述超交联多孔聚合物。
22、本专利技术所选用的单体、酸性离子液体催化剂廉价易得，制备条件温和简单，易于实现工业放大生产。
23、本专利技术与现有技术相比，有益效果有：
24、1)本专利技术采用酸性离子液体作为溶剂与催化剂，得到超交联多孔聚合物收率为52.3％～72.3％，超交联多孔聚合物比表面积可达1272m2/g，总孔容可达1.467cm3/g。与现有技术相比，本专利技术可得到介孔含量可调控、比表面积更大的超交联多孔聚合物。
25、2)本专利技术采用酸性离子液体同时作为溶剂与催化剂，避免了传统傅克反应的无水操作，且具有环境友好、操作简单、腐蚀性弱等优点；本专利技术中的酸性离子液体均可回收循环使用，且催化活性保持良好。
26、3)本专利技术可将酸性离子液体与有机溶剂混合作为复配溶剂，降低粘度利于反应进行；且复配溶剂经过简单过滤后即可循环使用，无废料；且离子液体与有机溶剂的分离可使用减压蒸馏，操作简单；同时复配溶剂可为反应体系减少离子液体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种酸性离子液体催化制备超交联多孔聚合物的方法，其特征在于，将交联剂、酸性离子液体催化剂、可选择性加入的单体和可选择性加入的有机溶剂混合反应制备超交联多孔聚合物，反应结束后固液分离，回收酸性离子液体催化剂和可选择性加入的有机溶剂进行循环套用；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交联剂为中的至少一种，其中X、Z分别独立选自氯或溴，Y选自氯、溴或甲氧基。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三氯化铝酸性离子液体为(CH3CH2)3NHCl-xAlCl3、BMIMCl-xAlCl3、[BMIM][TFSI]-xAlCl3、[HO3SC3-NEt3]Cl-xAlCl3、[HO3SC3-MIM]Cl-xAlCl3中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单体为中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂为1,2-二氯乙烷、二氯甲烷、甲醇中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交联剂、所述酸性离子液体催化剂和所述单体的投料比为1～5mmol
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应的温度为30～150℃，优选为80～120℃，时间为6～24h，优选为12～24h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固液分离为减压过滤。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固液分离得到的固体经盐酸、水、乙醇洗涤后，索氏提取48小时以上，80～100℃真空干燥，得到所述超交联多孔聚合物。
...【技术特征摘要】
1.一种酸性离子液体催化制备超交联多孔聚合物的方法，其特征在于，将交联剂、酸性离子液体催化剂、可选择性加入的单体和可选择性加入的有机溶剂混合反应制备超交联多孔聚合物，反应结束后固液分离，回收酸性离子液体催化剂和可选择性加入的有机溶剂进行循环套用；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交联剂为中的至少一种，其中x、z分别独立选自氯或溴，y选自氯、溴或甲氧基。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三氯化铝酸性离子液体为(ch3ch2)3nhcl-xalcl3、bmimcl-xalcl3、[bmim][tfsi]-xalcl3、[ho3sc3-net3]cl-xalcl3、[ho3sc3-mim]cl-xalcl3中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄炎挺，柯宇琦，汪嫣，白赢，章鹏飞，陈仪，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：
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