[發明專利]一種有機多孔聚合物材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610146211.5
• 申請日: 2016-03-15
• 公開（公告）號: CN105585692A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 朱明強;陳濤
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C08G61/02
• 分類號: C08G61/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春

技術領域

本發明屬于共軛聚合物合成技術領域，更具體地，涉及一種有機多孔 聚合物材料及其制備方法。

背景技術

近年來，多孔材料的研究成為人們關注的熱點，有機多孔聚合物由于 擁有大比表面積、高化學穩定性、低骨架密度等特性，及其在氣體存儲、 吸附、分離和非均相催化等方面的潛在應用，而引起了化學工作者的極大 興趣。有機多孔聚合物相對無機多孔材料，其特點為其結構全部由輕元素 組成，對空氣、有機溶劑穩定，且孔隙可調。它們可以通過改變構造分子 的官能團和鏈長以及不同的合成方法來調節有機多孔聚合物的孔徑和比表 面積大小。

通過Suzuki交叉偶聯反應來構建有機多孔聚合物是一種常用的手段， 傳統的構造基元是芳基溴和芳基硼酸或硼酸酯，得到的聚合物為芳基與芳 基相連的空間網絡結構。此類有機多孔聚合物被人們大量研究，而很少有 人利用乙烯基溴與芳基硼酸或硼酸酯的Suzuki交叉偶聯反應來構建有機多 孔聚合物，這一方法可以構建一類結構新穎的有機多孔聚合物，此類聚合 物同樣具有大比表面積、高化學穩定性、低骨架密度等特性，及氣體存儲、 吸附、分離和非均相催化等方面的潛在應用。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種有機多孔聚 合物材料及其制備方法，合成的有機多孔聚合物材料具有一定的BET比表 面積，且熱穩定性高，可用于氣體存儲、分子分離、非均相催化等方面。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種有機多孔聚合 物材料，其特征在于，結構式為：

其中，n為正整數，Ar為芳香基團。

優選地，Ar為

按照本發明的另一方面，提供了一種有機多孔聚合物材料的制備方法， 其特征在于，以9,10-雙(二溴代亞甲基)-9,10-二氫化蒽單體和芳基雙頻哪醇 硼酸酯單體為原料，以四(三苯基膦)鈀為催化劑，采用Suzuki交叉偶聯 反應得到所述有機多孔聚合物材料。

優選地，Suzuki交叉偶聯反應的溫度為90～120℃。

優選地，Suzuki交叉偶聯反應的反應時間為48～120小時。

優選地，9,10-雙(二溴代亞甲基)-9,10-二氫化蒽單體、芳基雙頻哪醇硼 酸酯單體和四(三苯基膦)鈀的摩爾比為1:2:0.02～0.05。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，具有 以下有益效果：本發明涉及合成的新型有機多孔聚合物是基于四芳基乙烯 單元的，其具有合成簡單，結構新穎，高熱穩定性，高BET比表面積及孔 隙可調等特性。發明的有機多孔聚合物能通過改變含芳基單體的結構尺寸 來實現對其比表面積和孔隙調節。本發明能極大地豐富有機多孔聚合物材 料的種類，并在氣體存儲、吸附、分離和非均相催化等方面具有潛在應用 價值。

附圖說明

圖1是本發明實施例的9,10-雙(二溴代亞甲基)-9,10-二氫化蒽單體的合 成路線示意圖；

圖2(a)是本發明實施例的1,4-雙苯硼酸頻哪醇酯單體的合成路線示 意圖；

圖2(b)是本發明實施例的4,4’-聯苯雙硼酸頻哪醇酯單體的合成路 線示意圖；

圖3(a)是本發明實施例的聚合物P1的合成路線示意圖；

圖3(b)是本發明實施例的聚合物P2的合成路線示意圖；

圖4是本發明實施例制得的聚合物的氮氣等溫吸脫附曲線。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖 及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體 實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的 本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可 以相互組合。

本發明的有機多孔聚合物材料為基于9,10-雙(二溴代亞甲基)-9,10-二氫 化蒽單體與連接基團芳基雙硼酸酯單體交叉偶聯形成的具有空間網狀結構 的聚合物。其偶聯方式為同一乙烯基碳通過芳基連接另一單元的乙烯基碳， 該聚合物結構式為：

其中，n為正整數，Ar可以為各種芳香基團，具體地，Ar為