一种中空管形有机共轭聚合物的合成方法技术

技术编号:8829884 阅读:174 留言:0更新日期:2013-06-21 17:22
本发明专利技术公开了一种中空管形颗粒状有机共轭聚合物的合成方法,所述的合成方法是以1,4-二乙炔苯和1,3,5-三溴苯,或1,4-二乙炔苯和1,3,5-三碘苯作为基物,通过聚合反应而成。经过洗涤、干燥后制得产物直径为1-3μm左右的球形有机共轭聚合物。如同碳纳米管一样,本发明专利技术制得的聚合材料为中空的管形结构,该材料主要由轻质元素(C、H)组成,密度比较小、同时具有较高的比表面积,和丰富的中孔和大孔。本合成方法简单、经济,适用于大规模生产和应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种中空管形颗粒状有机共轭聚合物的合成方法。
技术介绍
多孔材料由于具有较大的比表面积和良好的孔性能,在气体吸附与分离、环境保护、化学催化反应过程中有很多的应用。沸石分子筛、金属有机骨架材料、碳纳米管、等多孔材料一直是人们关注的热点。这些年出现一类新型的多孔纳米材料_ _有机共轭聚合物,这种纳米材料材料主要由轻质元素组成,还可以通过化学方法进行材料功能化改性。有机共轭聚合物具有共轭体系,从而具有较稳定的结构,同时具有耐酸碱腐蚀、热稳定性好和不溶不熔等优点,η共轭体系对电子有一定的吸引力,因此和材料吸附的作用力比较适当。这类聚合材料通常还具有较大的比表面积、良好的孔体积,大多数有机共轭聚合物是无定形的形式存在,这大大影响了这类聚合物的应用范围;而我们合成的共轭聚合物却是以中空管形结构存在,目前这种中空结构有机共轭聚合物没有文献报道。在电子显微镜下观察:材料颗粒的直径在0.5 μ m-5 μ m之间,长度在20 μ m以上,由于管形材料相互缠绕,更容易团聚成为大颗粒材料。因此,采用本方法合成的中空管形有机共轭聚合物在环境保护和催化领域中具有良好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种中空管形颗粒状有机共轭聚合物的合成方法,实验方法简单、可以规模化合成。为解决上述技术问题,本专利技术采用如下技术方案:,是以具有直线结构的1,4_ 二乙炔苯A,和1,3,5-三溴苯或1,3,5-三碘苯为反应基物B,以碘化亚铜和四(三苯基膦)钯作为催化剂,在化学惰性气体气氛下进行聚合反应,反应溶液为非极性溶剂甲苯和碱性溶剂三乙胺。由于基物A 1,4_ 二乙炔苯为直线结构,它在聚合反应过程会起到模板剂的作用,导致聚合物沿着线性生长;而基物B为平面结构,它在会导致聚合物沿着平面,相互以120度的角度生长。最终合成的聚合物是线性的平面结构,面与面之间有一定的相互吸引力,经过层层包裹,最终形成管形结构。但是基物B的存在使得聚合物不能完全闭合,最终形成中空的结构。反应条件为:基物A、基物B以摩尔比1-2: I混合,加入催化剂碘化亚铜和四(三苯基膦)钯,在惰性气体保护下,加溶剂甲苯和溶剂三乙胺。催化剂为碘化亚铜和四(三苯基膦)钯,其加入量按基物A:碘化亚铜:四(三苯基膦)钯的摩尔比为1: 0.03-0.1: 0.03-0.1 ;反应溶剂为三乙胺和甲苯,三乙胺加入量按1,4-二乙炔苯 :三乙胺的摩尔比为1: 20-100 ;甲苯加入量与三乙胺的体积比为1-4: I。反应物料在惰性气氛中,搅拌0.5-1.0小时,使反应物料充分混合,然后升温至100-120°C,搅拌I小时以上,反应物聚合形成中空管形颗粒,在100-120°C温度下老化9_24小时。本专利技术的有益效果在于:(I)有机共轭聚合物大多数为无定形形态,分子聚合度无法控制,聚合物颗粒形状不同、颗粒直径相差很大,限制了聚合材料的应用范围。而使用本方法合成聚合物,由于面与面之间有一定的相互吸引力,聚合物可以继续生长,形成更大的中空管形颗粒。(2)本专利技术利用工业上可以制得的原材料,通过简单、经济的方法,制备具有高附加值的多孔材料。该材料为有机聚合物,具有高的比表面积和良好的孔体积。因此,该产品在工业上可作为吸附剂和催化剂的载体,具有广泛的应用价值。(3)该类聚合物为不溶不熔物。聚合物体系中,以苯环和炔键进行连接,独特的共轭体系使其物化性能良好,在300度以下基本不分解。(4)本专利技术合成的有机共轭聚合材料,不仅具有丰富的中孔孔体积,同时具有微米级的大孔。便于借用浸溃、沉积方法对聚合物进行改性,提高聚合物的性能,或者作为催化剂或化学反应的载体。(5)该产品的合成工艺简单,对设备要求不高,可以实现工业规模生产。附图说明图1为实例I样品的扫描电镜照片,可以看到样品中由大量的管形材料构成。图2为实例I样品的透射电镜照片。清晰地显示生成的有机共轭聚合物为中空的管形结构。图3为实例2样品的扫描电镜照片,可以看到样品中含有大量的管形材料。具体实施例方式下面结合实验对象对本专利技术作进一步说明,但本专利技术的保护范围并不限于此。下式I为本专利技术得中空管形有机共轭聚合物合成的反应图示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中空管形颗粒状有机共轭聚合物的合成方法,其特征在于:是以1,4?二乙炔苯为基物A,和以1,3,5?三溴苯或1,3,5?三碘苯为基物B,在催化剂作用下,置于惰性气体气氛中进行聚合反应而成;反应产物经过滤、洗涤、干燥后,得到所述的中空管形颗粒状有机共轭材料。

【技术特征摘要】
1.一种中空管形颗粒状有机共轭聚合物的合成方法,其特征在于:是以1,4_ 二乙炔苯为基物A,和以1,3,5-三溴苯或1,3,5-三碘苯为基物B,在催化剂作用下,置于惰性气体气氛中进行聚合反应而成;反应产物经过滤、洗涤、干燥后,得到所述的中空管形颗粒状有机共轭材料。2.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于:反应条件为:基物A、基物B以摩尔比1-2: I混合,加入催化剂在惰性气体保护下,加反应溶剂; 催化剂为碘化亚铜和四(三苯基膦)钯,其加入量按基物A:碘化亚铜:四(三...

【专利技术属性】
技术研发人员:谭大志李安邓伟侨熊婉楠范文杰
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 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。

1