[發明專利]一種簡便環保的聚合物多孔材料的制備方法

有效

• 申請號: 201611139077.2
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106589208B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 譚昊天;涂書畫;王海濤;杜強國
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C08F220/06
• 分類號: C08F220/06;C08F220/56;C08F226/10;C08F222/20;C08F222/38;C08F220/28;C08F2/44;C08K9/04;C08K9/06;C08K3/04;C08J9/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

1.一種聚合物多孔材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

（1）穩定劑的制備：將固體顆粒：改性劑：溶劑以1:（0.02~0.2）:（20~2000）的比例，在25℃~60℃并且攪拌的條件下進行混合，攪拌時間為0.5~10h，將產物離心、烘干，得到改性的無機顆粒；作為穩定劑；

（2）水包氣乳液的制備：將水溶性單體、水、穩定劑、堿、鹽、輔助穩定劑、引發劑以（50~1000）：（100~2000）：1：（10~160）：（5~40）：（50~1000）：（0.1~30）的質量比進行混合，該混合過程在超聲的作用下完成；混合后的混合液用均質機或者振蕩器進行起泡，轉速為3000~15000r/min，起泡時間為5~30分鐘，形成水包氣型乳液；

（3）聚合物多孔材料的制備：將上述乳液在40~80℃的溫度下進行聚合，聚合時間為3~18小時；聚合后取出放入40~70℃的鼓風干燥箱中烘干至恒重，即得到聚合物多孔材料；

其中，所述固體顆粒為無機顆粒氧化石墨烯，氧化石墨烯的片層大小為100納米~20微米；所述溶劑為水與乙醇的混合液，其中水的體積分數為50%~100%；所述水溶性單體既含有碳碳雙鍵，又含有親水基團；

所述改性劑選自十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲氧基硅氧烷、十二胺這些含C8以上的碳氫鏈；

所述引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉、偶氮二異丁脒鹽酸鹽中的一種；

所述輔助穩定劑為聚乙烯醇、甘油中的一種；

所述水溶性單體含有含一個碳碳雙鍵的單體，含有含兩個碳碳雙鍵的單體。

2.根據權利要求1所述的聚合物多孔材料的制備方法，其特征在于，所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種；所述鹽為氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉、硫酸鉀中的一種。

3.根據權利要求1所述的聚合物多孔材料的制備方法，其特征在于，所述水溶性單體選自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯。

4.根據權利要求3所述的聚合物多孔材料的制備方法，其特征在于，所述水溶性單體中含兩個碳碳雙鍵的單體占1~50%。

5.根據權利要求1、2或3所述的聚合物多孔材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）的操作流程為：先將離子型表面活性劑均勻分散在水中，配制成質量分數為0.05%~2%的溶液，或者將硅烷偶聯劑或烷基胺均勻分散在無水乙醇中，配制成質量分數1%~50%的溶液，作為改性劑溶液；將親水性無機顆粒GO分散在水和乙醇的混合液中，超聲1~2h形成均勻分散液；分散液中GO質量分數為0.05%~5%，GO的片層尺寸為100nm~20μm；再把改性劑溶液和GO分散液按照改性劑質量占GO質量2%~20%的比例進行混合，在25℃~60℃的溫度下持續攪拌0.5~10h，離心、烘干，得到改性的無機顆粒GO；其中離子型表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基苯磺酸鈉中的一種，硅烷偶聯劑為十六烷基三甲氧基硅氧烷，烷基胺為十二胺。

6.根據權利要求1、2或3所述的聚合物多孔材料的制備方法，其特征在于，步驟（2）的操作流程為：把各組分的混合物以3000~15000r/min轉速均質或振蕩，時間5~30min，形成水包氣型乳液；該乳液靜置24小時不發生破乳現象；

步驟（3）的操作流程為：把上述水包氣型乳液在密閉反應釜中，40~80℃溫度下反應3~18h，反應結束后得到聚合物多孔材料的水凝膠；向上述聚合物多孔材料水凝膠中加入蒸餾水，攪拌或者超聲下洗滌0.5~3h，過濾，如此加入蒸餾水，攪拌或者超聲下洗滌，過濾，重復3-4遍，然后再將洗滌之后的產品用索氏抽提的方式在丙酮作溶劑的情況下洗滌24~48h，最后洗滌完畢的產物在真空烘箱40~70℃的條件下干燥3~48h，得到具有多孔結構的聚合物材料。