本发明专利技术公开了一种有机-无机杂化的介孔聚合物材料，通过以下方法制得：将阳离子表面活性剂溶解于水形成阳离子表面活性剂水溶液，剧烈搅拌，在0-5℃下加入过硫酸盐水溶液以形成模板；保持0-5℃并剧烈搅拌，然后加入聚合单体，鼓氮气除氧10-60分钟，再加入促进剂形成反应溶液；所述的反应溶液在氮气氛围下在0-5℃和剧烈搅拌下反应12-48小时后，收集产物并在40-80℃真空干燥12-48小时。本发明专利技术的介孔聚合物材料比表面积高，兼具有机物和无机物的性能，在催化剂负载、药物传送、污染物清除、蛋白质分离以及酶固定化等领域有着非常大的应用前景，同时，其制备工艺简单，原料来源广泛而且便宜，适用于工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种有机-无机杂化的介孔聚合物材料。
技术介绍
具有高比表面积和孔体积的介孔聚合物材料在催化剂负载、药物传送、小分子及离子污染物清除、蛋白质分离以及酶固定化等领域有着优异的表现及非常大的应用前景。 二十一世纪是材料化学的时代，在新兴领域(如纳米技术及生物工程)中不断需要具有不同物理和化学性能的新材料。单一组成物种制备的材料很难同时满足各种需要。有机-无机杂化材料将有机物种和无机物种在分子水平上有机的结合，使材料既具有有机物的特质又具有无机物的性能，因而有机-无机杂化的介孔聚合物材料的制备有着非常重要的意义。模板技术是一种非常有效的制备介孔聚合物材料的手段。通常的采用模板分为两类有机模板和无机模板。其中有机模板主要是表面活性剂和嵌段聚合物，如十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯的三嵌段聚合物等。无机模板主要是介孔硅、铝硅酸介孔材料等无机材料。无论是采用有机模板还是无机模板制备介孔聚合物材料，都需要在后续的步骤中将模板除去，以便得到聚合物材料中的介孔。而在模板去除的过程中又会不可避免的使用到氢氟酸、氢氧化钠等毒性化学物质，或者采用有机溶剂抽提、高温煅烧等耗资费时的步骤。中国专利申请(公开号为CN101143911A)公开了一种介孔聚合物的制备方法，该专利采用溶剂热法制备介孔聚二乙烯基苯。该方法虽然可以避免使用模板，但是溶剂热法需要在高温高压的条件下进行。因而反应条件比较苛刻，需要的装置比较复杂，限制了其应用前景。因此开发一种简单、方便、快捷、条件温和的介孔聚合材料制备方法，对于介孔聚合物材料的大规模应用尤为重要。
技术实现思路
本专利技术公开了一种有机-无机杂化的介孔聚合物材料，采用能够随着自由基聚合不断分解的模板制备得到，无需苛刻的制备条件，也无需进一步高温煅烧或化学腐蚀去除模板。制备得到的有机-无机杂化介孔聚合物材料不仅拥有大的比表面积和孔体积，而且作为有机-无机杂化材料，同时兼具了有机材料和无机材料的优势，具有优异的性能。一种有机-无机杂化的介孔聚合物材料，通过以下方法制备得到将阳离子表面活性剂溶解于水形成阳离子表面活性剂水溶液，剧烈搅拌，在0_5°C 下加入过硫酸盐水溶液以形成模板；保持0-5°C并剧烈搅拌，然后加入聚合单体，鼓氮气除氧10-60分钟，再加入促进剂形成反应溶液；所述的反应溶液在氮气氛围下在0-5°C和剧烈搅拌下反应12-48小时后，收集产物并在40-80°C真空干燥12-48小时；所述的阳离子表面活性剂为长链烷烃三甲基溴化铵、长链烷烃三甲基氯化铵中的至少一种，其中烷烃长度在8-M个碳原子之间；所述的聚合单体为3_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，所述的促进剂为水溶性的脂肪胺或水溶性的脂肪二胺；所述的过硫酸盐的重量为所述的反应溶液重量的0. 02-0. 5%，所述的聚合单体的重量为所述的反应溶液重量的0. 5-5%，所述的促进剂的重量为所述的反应溶液重量的 0. 02-0. 5%。优选的技术方案中，所述的阳离子表面活性剂的重量为所述的反应溶液重量的 0. 01-0. 25%。优选的技术方案中，所述的阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，价廉易得。优选的技术方案中，所述的过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵，最优选为价廉易得的过硫酸钾。优选的技术方案中，所述的促进剂为四甲基乙二胺。优选的技术方案中，所述的收集产物采用离心分离或者过滤来实现。进一步优选离心分离，所述的离心分离的条件为离心机转速1500-3500转/分钟，离心时间为10-30 分钟。所述的产物经傅里叶红外、X射线能谱以及热失重分析等证明为有机-无机杂化聚合物，无机组成的含量占总产物的30-40wt%。所述的产物经扫描电子显微镜、透射电子显微镜及氮气等温吸附-脱吸附分析等证实了介孔结构的存在，所述的介孔结构的孔径为 10-20nm,比表面积为 200-400m2/g，孔体积为 0. 3-0. 8cm7g。本专利技术中，过硫酸根离子与长链烷烃三甲基铵离子通过静电相互作用及疏水相互作用等自组装形成有机-无机杂化的模板，该模板中过硫酸根离子与长链烷烃三甲基铵离子的摩尔比例为1 2;在促进剂的作用下，自组装得到的模板中的过硫酸根离子分解形成自由基，自由基可以引发聚合单体上的双键聚合，同时由于过硫酸根的分解导致模板开始逐渐分解。在自由基聚合的同时，单体3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的硅氧甲基逐渐水解成为硅羟基，硅羟基进一步脱水缩合形成无机组分。所述的自由基聚合和硅氧甲基水解缩合形成了交联的有机-无机杂化的聚合物结构，模板的逐渐分解导致了介孔结构的形成。因而该方法可以非常简便有效的得到有机-无机杂化的介孔聚合物材料。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果1.本专利技术的有机-无机杂化的介孔聚合物材料，比表面积高，在催化剂负载、药物传送、污染物清除、蛋白质分离以及酶固定化等领域有着非常大的应用前景。2.本专利技术的有机-无机杂化的介孔聚合物材料中，由于有机物种和无机物种在分子水平上得有机结合，因此，材料既具有有机物的特质又具有无机物的性能。3.本专利技术的有机-无机杂化的介孔聚合物材料，采用能够自分解的模板制备得到，该模板在产生自由基的同时会逐渐分解，不会对聚合物的结构和形貌产生破坏性，不需要进一步经高温煅烧或化学腐蚀去除模板，而且反应条件温和，避免了高温高压等苛刻条件。4.本专利技术的有机-无机杂化的介孔聚合物材料，通过简单方便的工艺制备得到， 合成条件温和，所采用的主要原料单体3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷来源广泛而且便宜，适用于工业化生产。附图说明 4图1为实施例1制备的有机-无机杂化的介孔聚合物材料的傅里叶红外谱图。图2为实施例1制备的有机-无机杂化的介孔聚合物材料的X射线能谱谱图。图3为实施例1制备的有机-无机杂化的介孔聚合物材料在空气中的热失重分析曲线。图4为实施例1制备的有机-无机杂化的介孔聚合物材料的扫描电子显微镜照片。图5为实施例1制备的有机-无机杂化的介孔聚合物材料的透射电子显微镜照片。图6为实施例1制备的有机-无机杂化的介孔聚合物材料的氮气吸附-脱吸附等温曲线图。图7为实施例1制备的有机-无机杂化的介孔聚合物材料的BJH孔径分布图。 具体实施例方式下面结合实施例和附图来详细说明本专利技术，但本专利技术并不仅限于此。实施例1称取25mg十六烷基三甲基溴化铵加入到盛有190mL去离子水的反应瓶中，剧烈搅拌，将反应瓶一直置于0-5°C的冰浴中，向上述的反应瓶中加入质量分数为0. 5%的过硫酸钾水溶液10mL，溶液变成乳白色，表明过硫酸根离子与十六烷基三甲基铵离子形成不溶于水的模板。保持15分钟后，在0-5°C的冰浴中，剧烈搅拌下向上述的反应瓶中加入1.50mL 的3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，鼓氮气除氧10分钟。最后在0-5°C的冰浴中，剧烈搅拌下向上述的反应瓶中加入^uL的四甲基乙二胺形成反应溶液，其中，四甲基乙二胺引发自由基聚合以及促使模板逐渐分解。反应溶液在氮气氛围下在0-5°C的冰浴中并且剧烈搅拌下反应M小时后，得到白色沉淀的悬浮液，2000转/分钟下离心收集后用去离子水清洗，先超声震荡10分钟，再在转速2000转/分钟下离心分离20分钟，如此重复三次，最终将本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杜滨阳，陈天有，范志强，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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