一种间氨基苯酚-甲醛树脂球的制备方法和碳球的制备方法技术

本发明专利技术提供一种间氨基苯酚-甲醛树脂球的制备方法和碳球的制备方法，将间氨基苯酚和甲醛在氨水和/或乙二胺存在的条件下进行聚合反应。在聚合反应的过程中，甲醛、间氨基苯酚和作为催化剂的氨水和/或乙二胺在溶剂中形成胶束，在胶束中，间氨基苯酚和甲醛在氨水和/或乙二胺的催化下进行聚合反应，得到间氨基苯酚-甲醛树脂球；同时，部分所述氨水和/或乙二胺分布在胶束的表面，形成正电荷，静电排斥作用抑制了胶束之间的粘结，得到的间氨基苯酚-甲醛树脂球具有较高的单分散性，树脂球的尺寸可以大范围内调节。本发明专利技术将得到的间氨基苯酚-甲醛树脂球进行煅烧后得到相应的碳球，碳球也具有较高的单分散性，有利于其应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚合物
，尤其涉及。
技术介绍
单分散胶体球由于形状単一、尺寸可控，在粒度标准物质、光子晶体、有序大孔材料、大孔催化剂和质子膜复合材料的合成等方面具有广泛应用。例如，药物的传递、医学诊 断、交替催化剂、复杂结构和纳米器件。对于单分散胶体球的制备，现有技术公开了高温裂解法和模板法，但是这两种方法对设备的要求较高，后处理不方便，因此不适用于大規模合成碳球。为了简化单分散胶体球的合成步骤，现有技木通过胶束合成的方法，合成出ー些高分子球，如聚苯こ烯、甲基丙烯酸甲酯和羟基丙烯酸甲酯胶体球，但是，由于他们热力学不够稳定，不能碳化成相应的碳球。由于酚醛树脂具有较高的热力学稳定性，为了得到热力学稳定的单分散胶体球，现有技术致カ于酚醛树脂球及其相应的碳球的研究。最近，有文献报道了一种氧氮杂萘合成法制备酚醛树脂球和相应的碳球的方法(J. Am. Chem. Soc. 2011, 133，15304-15307.)，通过调节合成温度得到了树脂球和相应的碳球，但是这种方法得到树脂球和碳球的粒径大小区间较小，粒径的可调节性较小，得到的产物的产率较小，并且，在制备的过程中使用了表面活性剤，使得合成步骤和后处理较繁琐。为了简化酚醛树脂球和碳球的制备エ艺，提高酚醛树脂球和碳球的性能，现有技术公开了 ー种Stdber法合成间苯ニ酹-甲醛树脂球和相应的碳球的方法(Angew.Chem.，Int. Ed. 2011, 50, 5947-5951.)，然而这种方法得到的间苯ニ酚-甲醛树脂球和相应的碳球的表面较粗糙，单分散性较低，不利于树脂球和碳球的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，本专利技术提供的方法制备的间氨基苯酚-甲醛树脂球和碳球具有高度的单分散性，，有利于树脂球和碳球的应用。本专利技术提供一种间氨基苯酚-甲醛树脂球的制备方法，包括以下步骤将催化剂、间氨基苯酚和甲醛在溶剂中溶解，聚合反应后得到间氨基苯酚-甲醛树脂球；所述催化剂为氨水和/或こニ胺；所述溶剂为水溶液、醇溶液或水和醇类化合物的混合溶液。优选的，所述催化剂为氨水。优选的，所述醇类化合物为甲醇、こ醇、异丙醇和こニ醇中的ー种或多种。优选的，所述醇类化合物为こ醇。优选的，所述溶解的温度为(TC 90°C。优选的，所述聚合反应的温度为50°C 200°C。优选的，所述聚合反应的时间为4小时 50小吋。本专利技术提供一种碳球的制备方法，包括以下步骤将上述技术方案所述的制备方法得到的间氨基苯酚-甲醛树脂球进行煅烧，得到碳球。优选的，所述煅烧的温度为300°C ^SOO0C。优选的，所述煅烧的时间为2小时 12小吋。本专利技术提供。本专利技术将催化剂、间氨基苯酚和甲醛在溶剂中溶解，聚合反应后得到间氨基苯酚-甲醛树脂球；所述催化剂为氨水和/或こニ胺，所述溶剂为水溶液、醇溶液或水和醇类化合物的混合溶液。本专利技术将氨水和/或こニ胺作为催化剂用于间氨基苯酚和甲醛的聚合反应中，甲醛、间氨基苯酚和作为催化剂的氨水和/或こニ胺在溶剂中形成胶束，在胶束中，氨水和/或こニ胺催化间氨基苯酚和甲醛发生聚合反应，从而得到间氨基苯酚-甲醛树脂球；在反应过程中，氨水和/或こニ胺不仅能够催化间氨基苯酚和甲醛的聚合反应，还能够分布在胶束的表面，形成正电荷，静电排斥作用使胶束的表面带有相同的电荷，从而使得胶束之间相互排斥，抑制了胶束之间的粘结，得到的间氨基苯酚-甲醛树脂球具有较高的单分散性，树脂球的尺寸可以大范围内调节，有利于其应用。而且本专利技术提供的方法制备间氨基苯酚-甲醛树脂球具有较高的产率。本专利技术将得到的间氨基苯酚-甲醛树脂球进行煅烧后得到碳球，因此本专利技术提供的碳球也具有较高的单分散性。实验结果表明，本专利技术提供的间氨基苯酚-树脂球的单分散性多为0. 819^5%，其粒子直径在80nnT2527nm之间可调，本专利技术提供的方法制备得到间氨基苯酚-甲醛树脂球的产率高达509^96%。附图说明图I为本专利技术实施例I制备的间氨基苯酚-甲醛树脂球的扫描电镜图；图2为本专利技术实施例I得到的间氨基苯酚-甲醛树脂球的粒径统计图；图3为本专利技术实施例I制备的碳球的扫描电镜图；图4为本专利技术实施例I得到的担载钼的碳球的扫描电镜图；图5为本专利技术实施例I得到的担载钼的碳球XRD图谱；图6为本专利技术实施例I得到的担载钼的碳球的氢吸附脱附曲线；图7为在本专利技术实施例I得到的钼/碳球修饰电极和碳球修饰电极上氧气还原的线性扫描曲线；图8为在本专利技术实施例I得到的钼/碳球修饰电极和碳球修饰电极上甲醇氧化的循环伏安曲线。具体实施例方式本专利技术提供一种间氨基苯酚-甲醛树脂球的制备方法，包括以下步骤将催化剂、间氨基苯酚和甲醛在溶剂中溶解，聚合反应后得到间氨基苯酚-甲醛树脂球；、所述催化剂为氨水和/或こニ胺；所述溶剂为水溶液、醇溶液或水和醇类化合物的混合溶液。本专利技术首先将催化剂、间氨基苯酚和甲醛在溶剂中溶解，得到混合溶液，所述催化剂为氨水和/或こ ニ胺，优选为氨水。本专利技术对所述催化剂、间氨基苯酚和甲醛在溶剂中溶解的顺序没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备酚醛树脂的技术方案即可。本专利技术优选先将间氨基苯酚加入到溶剂中，然后向其中加入催化剂，最后再向其中加入甲醛，得到混合溶液。所述甲醛加入后，间氨基苯酚、甲醛和催化剂在溶剂中形成胶束，在所述胶束中，所述催化剂催化甲醛和间氨基苯酚进行聚合反应，得到间氨基苯酚-甲醛树脂球。为了使原料充分溶解和混合，本专利技术在将间氨基苯酚加入到溶剂中后，优选将其进行第一搅拌溶解；加入催化剂后，本专利技术优选将得到的溶液进行第二搅拌；向其中加入甲醛后，得到混合溶液，本专利技术优选对得到的混合溶液进行第三搅拌。在本专利技术中，所述溶剂为水溶液、醇溶液或水和醇类化合物的混合溶液，优选为水和醇类化合物的混合溶液，所述醇类化合物优选为甲醇、こ醇、异丙醇和こニ醇中的ー种或多种，更优选为こ醇，本专利技术对所述水和醇类化合物的混合溶液中水和醇类化合物的比例没有特殊的限制，能够使间氨基苯酚、甲醛和催化剂溶解并产生胶束即可；本专利技术对所述间氨基苯酚和甲醛的比例没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的酚醛聚合反应过程中酚类化合物与甲醛的比例即可；本专利技术对所述催化剂的用量及浓度也没有限制，所述催化剂部分包裹在形成的胶束的表面，形成正电荷，静电排斥作用抑制了胶束的团聚，所以提高了得到的间氨基苯酚-甲醛树脂球的单分散性，本专利技术对所述氨水和こニ胺没有特殊的限制，采用氨水和こニ胺的市售商品即可，在本专利技术中，所述催化剂的摩尔浓度优选为0. lmmol/L 800mmol/L,更优选为4. 77mmol/L^47. 7mmol/L,为了能够更充分地发挥催化剂的作用，在本专利技术中，所述甲醛的体积与所述间氨基苯酚的质量比优选为(1(T900) uL:(2 800)11^，更优选为(42 252)11し(3(Tl80)mg。所述第一搅拌的温度优选为(TC 90°C，更优选为10°C 80°C，最优选为20°C 50°C ;本专利技术对第一搅拌的时间没有特殊的限制，将所述间氨基苯酚溶解即可，在本专利技术中，所述第一搅拌的时间优选为5分钟 15分钟；所述第二搅拌的目的是将所述催化剂与所述间氨基苯酚混合均匀，所述第二搅拌的时间优选为5分钟 30分钟，更优选为10分钟 25分钟；所述第三搅拌的时间优选为0. 5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种间氨基苯酚-甲醛树脂球的制备方法，包括以下步骤 将催化剂、间氨基苯酚和甲醛在溶剂中溶解，聚合反应后得到间氨基苯酚-甲醛树脂球； 所述催化剂为氨水和/或こニ胺； 所述溶剂为水溶液、醇溶液或水和醇类化合物的混合溶液。2.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为氨水。3.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述醇类化合物为甲醇、こ醇、异丙醇和こニ醇中的ー种或多种。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述醇类化合物为こ醇。5.根据权利要求I所述的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国宝，赵建明，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：