[發明專利]磁性微孔二茂鐵橋聯聚咔唑的制備方法

有效

• 申請號: 201610197977.6
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105646853B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 劉清泉;李根;周虎;周智華;關鈺澤;羅春萍;張圳
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12
• 代理公司: 張家界市慧誠商標專利事務所43209
• 代理人: 高紅旺

技術領域

本發明屬于高分子材料制備領域，具體涉及一種磁性微孔二茂鐵橋聯聚咔唑的方法。

背景技術

多孔高分子材料具有高比表面積，大的孔體積，好的熱穩定性，且在吸附與催化、污水處理、氣體吸附與分離、超級電容器等領域有著潛在的應用。

中國專利CN105176497A 公布了一種管狀共軛微孔聚合物基相變復合儲能材料，其管狀共軛微孔聚合物百分含量40%-70%。中國專利CN105061757A公布了一種制備酮烯胺鍵連接的共軛微孔聚合物。美國專利US2015190779-A1公布了一種含一價銅離子與一價銀離子的多孔有機聚合物，其比表面 20-8000 m²/g ，在1 atm/296K下，產物對乙烯的吸附量為 70-200 cm³?g^-1，且在296K下對乙烯與乙烷的選擇吸附系數為20-500。美國專利US2015290592-A1公布了一種多孔聚合物膜用于氣體或液體分離與純化，其孔徑在2納米到50納米之間。韓國專利KR2015031391-A公布了一種超交聯多孔聚合物用于吸附硝基氧化物、重金屬離子和二氧化硫氣體。

磁性多孔高分子在外加強磁場的作用下，容易從水相中分離，因此磁性多孔高分子材料在染料污水處理有獨特的優越性。目前，磁性多孔高分子都是在高分子基體中嵌入磁性納米材料而獲得的，如中國專利2007100552045公開了一種磁性粒子/聚合物/二氧化硅結構磁性微球的制備方法，作者通過三步法獲得磁性復合微球，產物具有良好的生物相容性與化學穩定性，并且易于進一步的功能化。

我們首次以1, 1′-二咔唑二茂鐵或1, 1′-二（4-咔唑基苯基）二茂鐵為原料，采用路易斯酸催化直接制備磁性微孔二茂鐵橋聯聚咔唑。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備磁性微孔二茂鐵橋聯聚咔唑的方法，以1, 1′-二咔唑二茂鐵或1, 1′-二（4-咔唑基苯基）二茂鐵為原料，采用三氯化鐵、四氯化錫或三氯化鋁催化直接合成具有磁響應性能的微孔二茂鐵橋聯聚咔唑。

本發明采用的技術方案：一種磁性微孔二茂鐵橋聯聚咔唑的制備方法，包括如下步驟：

（1）在容器中依次加入構筑單元、催化劑、分散介質，其中，構筑單元5-15%，催化劑0.1–0.5%、分散介質75–85%，在惰性氣體保護下，超聲分散30 min，填充惰性氣體，冷凍，抽氣，解凍并循環三次，然后在2 hr內緩慢升溫至140 ℃，恒溫反應72 hr；

（2）反應結束后，過濾，依次用氯仿、蒸餾水、甲醇和丙酮洗滌四次后，以甲醇為溶劑，在索氏提取器中抽提48 hr，然后將產物置于70 ℃真空干燥24 hr。

（3）產物在外加磁場的作用下表現出較強的磁響應，如附圖1所示。

所述構筑單元、催化劑和分散介質的最佳質量百分比為：構筑單元1.1 wt%，催化劑2.5 wt%、分散介質96.4 wt%。

所述的構筑單元為1, 1′-二咔唑二茂鐵或1, 1′-二（4-咔唑基苯基）二茂鐵。

所述的催化劑為三氯化鐵、四氯化錫或三氯化鋁中的一種。

所述的分散介質為甲苯、N, N-二甲基甲酰胺、二苯醚和二甲基亞砜的一種。

本發明采用一步法制備磁性微孔二茂鐵橋聯聚咔唑，該材料具有較高的BET表面積和孔體積、良好的化學穩定性和熱穩定性、以及明顯的磁響應性，在吸附、污水處理、催化、氣體存儲和熒光傳感等領域有潛在的應用價值。

附圖說明

圖1 為卟啉基磁性多孔共軛高分子材料的磁響應圖。

具體實施方式

下面結合具體實驗實例對本發明作進一步的描述。

最佳實施例1：

在帶有氬氣導管、磁性攪拌和冷凝管的100 mL的三頸瓶中，加入200 mg 1, 1′-二咔唑二茂鐵、450 mg 三氯化鐵和20 mL甲苯。超聲分散30 min后，填充氮氣、液氮冷凍、同時真空泵抽氣30 min、解凍除氧，此過程循環三次。在2 hr內緩慢升溫至140 ℃，恒溫72 hr。反應結束后，冷卻至室溫，過濾，依次用氯仿、蒸餾水、甲醇和丙酮洗滌四次后，以甲醇為溶劑，在索氏提取器中抽提48 hr，然后將產物置于70 ℃真空干燥24 hr。產物的比表面積為491 m²/g，孔體積為0.83 cm³/g。

實施例2：