[發(fā)明專(zhuān)利]一種季銨鹽離子液體聚合物的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611003885.6
• 申請(qǐng)日: 2016-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108070049A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁云杰;王濤;呂元
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C08F212/14
• 分類(lèi)號(hào): C08F212/14;C08F212/36;C08F214/14;C08J9/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發(fā)明公開(kāi)了一種季銨鹽離子液體聚合物的制備方法，屬于材料合成和應(yīng)用領(lǐng)域。所述離子液體聚合物由含有乙烯基的氯甲基化合物、含有N元素的化合物及其他共聚單體聚合而成。該類(lèi)離子液體聚合材料具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性與化學(xué)穩(wěn)定性。本發(fā)明提供的制備方法，工藝簡(jiǎn)單，制得的多孔聚合物孔徑和比表面積可調(diào)，成本低廉，可用作催化劑、催化劑載體、分離膜、電池材料、儲(chǔ)氣材料等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚合物材料領(lǐng)域，涉及一種新型季銨鹽離子液體聚合物的制備方法。

背景技術(shù)

近幾十年來(lái)，多孔有機(jī)聚合物在催化、氣體存儲(chǔ)、生物醫(yī)學(xué)和電池新材料等諸多領(lǐng)域已廣泛得到應(yīng)用。合成新型功能型有機(jī)聚合物受到研究人員的高度關(guān)注。其中，有機(jī)聚合物的合成方法在今天已有了較多的標(biāo)準(zhǔn)化探索，同時(shí)，多孔有機(jī)聚合物也是連接有機(jī)、金屬有機(jī)以及大分子化學(xué)之間的橋梁。

離子液體因其獨(dú)特的物理化學(xué)性能，被廣泛地用作環(huán)境友好型溶劑，同時(shí)，其還可以促進(jìn)多種化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程。然而，昂貴的離子液體不能規(guī)模化生產(chǎn)，離子液體的合成會(huì)產(chǎn)生多種有毒廢物，同時(shí)離子液體與產(chǎn)物等的分離耗能高且易發(fā)生損耗。這些缺點(diǎn)都限制了離子液體的發(fā)展。而解決這些難題的一種有效方法是將離子液體固載化。目前離子液體固載化主要有兩種方法：一種是將離子液體吸附在固體載體上，而另一種更為常用的是利用共價(jià)結(jié)合的方式將離子液體固載在固體載體上。比如,Dae Yoon Chi等人(Angew.Chem.2004,116,489；Adv.Synth.Catal.2006,348,1719)通過(guò)利用聚苯乙烯樹(shù)脂為載體，以不同碳鏈長(zhǎng)度的交聯(lián)劑將咪唑鹽固載在聚合物上，將其應(yīng)用在親核氟化反應(yīng)中取得了良好的催化活性和穩(wěn)定性。

盡管目前看離子液體聚合物的研究日漸深入，但目前合成工藝復(fù)雜，且離子液體聚合物的穩(wěn)定性也有待提高，所以離子液體聚合物的應(yīng)用面臨巨大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷和改進(jìn)需要，本發(fā)明提供了新型季銨鹽離子液體聚合物的制備方法，其目的在于首先使用便捷的方法合成離子液體聚合物，通過(guò)優(yōu)化合成原料及工藝，解決目前離子液體聚合物生產(chǎn)成本高，合成工藝復(fù)雜的難題。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案有兩種：因?yàn)橥ㄟ^(guò)乙烯基聚合得到的材料已被廣泛證明具有很高的熱穩(wěn)定性與化學(xué)穩(wěn)定性。方案一是將乙烯基化的季銨鹽與其他乙烯基共聚單體進(jìn)行聚合得到季銨鹽離子液體化合物；方案二是通過(guò)乙烯基聚合得到含有鹵甲基的聚合物，然后與咪唑類(lèi)、叔胺進(jìn)行交聯(lián)得到季銨鹽離子液體聚合物。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明提供的一種季銨鹽離子液體聚合物的制備方法，所述季銨鹽離子液體聚合物可以按下述方法制備。

在20-100℃溫度，惰性氛圍下，將含有乙烯基的鹵甲基化合物與含有N元素的化合物溶于有機(jī)溶劑，在20-100℃下加熱1-48h，然后加入乙烯基共聚單體和自由基引發(fā)劑，20-100℃下反應(yīng)1-48h。材料取出后，使用甲醇洗滌，20-100℃下真空干燥1-48h，得到離子液體聚合物。

聚合所用溶劑可以為甲醇、乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、四氫呋喃、苯、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基亞砜等質(zhì)子性或非質(zhì)子性溶劑中的一種或多種。所述含有乙烯基的鹵甲基化合物為對(duì)氯甲基苯乙烯、烯丙基氯、對(duì)溴甲基苯乙烯、烯丙基溴、烯丙基碘中的一種或多種。所述含有N元素的化合物為咪唑、苯并咪唑、吡啶、聯(lián)吡啶、三甲胺、三乙胺、三乙醇胺、三丁胺、三戊胺、三己胺、三庚胺、三辛胺中的一種或多種。所述共聚單體是苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基吡啶、乙烯基萘等乙烯基化合物中的一種或多種。所述自由基引發(fā)劑為過(guò)氧化環(huán)己酮、過(guò)氧化二苯甲酰、叔丁基過(guò)氧化氫、偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈的一種或多種。含有乙烯基的鹵甲基化合物與共聚單體的摩爾比為0.01-100，優(yōu)選為0.1-10。含有乙烯基的鹵甲基化合物與含有N元素的化合物的摩爾比為0.01-100。含有乙烯基的鹵甲基化合物與自由基引發(fā)劑的摩爾比為0.01-100。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種季銨鹽離子液體聚合物的制備方法，所述季銨鹽離子液體聚合物也可以按下述方法制備。