[發(fā)明專利]一種單分散核殼結(jié)構(gòu)ZIF-8@PDVB-VI復(fù)合微球的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510378200.5
• 申請(qǐng)日: 2015-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN106317278B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫曉麗;陳吉平;王金成;李云;金靜;彭俊鈺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): C08F112/36
• 分類號(hào): C08F112/36;C08F8/00;C08F8/30;B01J13/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發(fā)明涉及一種單分散核殼結(jié)構(gòu)ZIF?8@PDVB?VI復(fù)合微球的制備方法。所述單分散核殼結(jié)構(gòu)ZIF?8@PDVB復(fù)合微球以功能化單分散聚二乙烯基(PDVB?VI)為核，ZIF?8包覆生長于PDVB?VI表面。所述單分散核殼結(jié)構(gòu)材料的粒徑在1?10μm，所述外殼厚度為10?100nm。本發(fā)明的制備方法為先通過一次沉淀聚合制備單分散的高交聯(lián)PDVB微球，在此基礎(chǔ)上通過二次沉淀聚合得到表面1?乙烯基咪唑功能化的PDVB?VI微球，最后在PDVB?VI表面進(jìn)行單層或多層的ZIF?8包覆。本發(fā)明提供的制備方法簡單可靠，成本低廉，設(shè)備簡單，單分散性和包覆均勻性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種單分散核殼結(jié)構(gòu)ZIF-8@PDVB-VI復(fù)合微球的制備方法，屬于新型有機(jī)-無機(jī)雜化材料制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

金屬-有機(jī)骨架(Metal organic frameworks，MOFs)是由金屬離子與有機(jī)配體通過自組裝配位絡(luò)合而成的具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的晶體材料，近年來發(fā)展迅速。MOFs具有比表面大、孔隙度高、骨架結(jié)構(gòu)可調(diào)和孔道表面可修飾等特點(diǎn)，在氣體存儲(chǔ)和分離、多相催化、分子識(shí)別、分離和傳感等方面都存在極大的應(yīng)用潛力。然而，由于MOFs的機(jī)械強(qiáng)度低，尺寸小等缺陷，使其在多相催化和分離等領(lǐng)域的應(yīng)用受到一定限制。將MOFs材料包覆在具有高機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性的基體材料表面，可以得到新型的有機(jī)-無機(jī)多功能復(fù)合材料，彌補(bǔ)其缺陷。

沸石咪唑酯骨架材料(Zeoliticimidazolate frameworks，ZIFs)是通過鋅或鈷等過渡金屬離子與咪唑或咪唑衍生物中的氮原子配位自組裝形成的配位聚合物，是MOFs材料的一個(gè)主要分支。ZIFs具有類似沸石的性質(zhì)，相比大多數(shù)MIFs材料具有更高的熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性，在氣體儲(chǔ)存與分離，催化等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。

有機(jī)聚合物具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，以及優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，是制備復(fù)合材料的優(yōu)良載體。采用沉淀聚合方法制備的聚二乙烯基苯微球還具有微球粒徑可控，單分散性好，制備簡單等優(yōu)點(diǎn)。以聚二乙烯基苯微球?yàn)檩d體制備MOFs的有機(jī)-無機(jī)雜化核殼微球還未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種單分散核殼結(jié)構(gòu)ZIF-8@PDVB-VI復(fù)合微球的制備方法

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

(1)將二乙烯基苯、引發(fā)劑和反應(yīng)介質(zhì)混勻，得到一次沉淀預(yù)聚合溶液，配方如下：二乙烯基苯體積為1-5％v，此處v為反應(yīng)介質(zhì)體積，引發(fā)劑質(zhì)量為0.5-25％w，此處w為二乙烯基苯的質(zhì)量；將一次沉淀預(yù)聚合溶液超聲脫氣，通氮?dú)獬鹾竺芊猓谒『銣卣袷帡l件下進(jìn)行一次沉淀聚合反應(yīng)，所得產(chǎn)物洗滌后干燥，即得到單分散聚二乙烯苯微球；

(2)將步驟(1)所得聚二乙烯苯微球和1-乙烯基咪唑及引發(fā)劑一起均勻分散到反應(yīng)介質(zhì)中，得到二次沉淀預(yù)聚合溶液，配方如下：聚二乙烯苯微球質(zhì)量為0.02-10％w₁，此處w₁為反應(yīng)介質(zhì)質(zhì)量，1-乙烯基咪唑質(zhì)量為0.01-1％v₁，v₁為反應(yīng)介質(zhì)體積，引發(fā)劑質(zhì)量為0.5-25％w₂，此處w₂為1-乙烯基咪唑的質(zhì)量；將二次沉淀預(yù)聚合溶液超聲脫氣，通氮?dú)獬鹾竺芊猓谒『銣卣袷帡l件下，進(jìn)行二次沉淀聚合反應(yīng)；所得產(chǎn)物洗滌后干燥，即得到1-乙烯基咪唑功能化聚二乙烯苯微球(PDVB-VI)；

(3)將步驟(2)所得的1-乙烯基咪唑功能化聚二乙烯苯微球與六水合硝酸鋅均勻分散在反應(yīng)介質(zhì)中，室溫水浴振蕩使其達(dá)到平衡，得到均勻的混合物，保持振蕩，將2-甲基咪唑均勻分散在反應(yīng)介質(zhì)中并倒入上述混合物中，繼續(xù)振蕩反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后分離固體產(chǎn)物得到一次包覆ZIF-8@PDVB-VI核殼結(jié)構(gòu)微球；上述步驟中兩次使用到的反應(yīng)介質(zhì)用量相等，功能化聚二乙烯苯微球：六水合硝酸鋅：2-甲基咪唑：兩次反應(yīng)介質(zhì)總量的質(zhì)量比為0.01-1：0.5：1-10：10-100。