[發明專利]具有優異光催化制氫性能共軛席夫堿聚合物的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201710161265.3
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106967205B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 曲愛蘭;文勝武
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: C08G12/08
• 分類號: C08G12/08;B01J31/06;C01B3/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 雷月華;陳燕嫻

技術領域

本發明屬于共軛聚合物技術領域，具體涉及一種具有優異光催化制氫性能共軛席夫堿聚合物的制備方法及其應用。

背景技術

傳統無機半導體光催化劑雖然來源豐富，但其帶隙能較大且難以調控，這不利于太陽光的利用，從而降低了光催化制氫的效率。共軛聚合物是完全由π共軛體系構成，作為非均相光催化劑，成為了新一代的轉化太陽能為化學能的催化劑。它們具有光催化過程的三個關鍵特征，即堅固的，無毒的和可見光反應性。有機共軛高分子具有類似于無機半導體的能帶結構，展現出非常像導電金屬的電子帶，在能量大于其帶隙能的輻射下產生光生載流子，同時其豐富、可調的能帶結構，可以使光譜響應范圍拓寬到整個紫外-可見區，從而得到高效的光催化活性。然而，有機共軛高分子聚合物的光催化性能不僅僅與分子結構有關，還與它們的聚集態的構成、聚合物的結晶與取向等方面有關。因為聚合物的分子鏈取向、結晶可以提高非定域π電子的流動。當一定能量的太陽光照射時，產生的載流子就會被快速轉移到鏈上、重疊鏈間的π電子共軛體系中，這有效得減少光生空穴和電子的再復合，從而提高光催化降解或制氫性能。

發明內容

本發明的首要目的在于提供一種具有優異光催化制氫性能的共軛席夫堿聚合物的制備方法。

本發明的另一目的在于提供上述制備方法制得的共軛席夫堿聚合物。

本發明的再一目的在于提供上述共軛席夫堿聚合物的應用。

本發明目的通過以下技術方案實現：

一種具有優異光催化制氫性能共軛席夫堿聚合物的制備方法，包括以下步驟：

(1)稱取一定量的苯二胺和對苯二甲醛，然后溶解于有機溶劑中，并控制苯二胺和對苯二甲醛的濃度范圍均為0.01-1mol/L；溶液混合溶解均勻后滴入冰醋酸；

(2)將上述溶液置于惰性氣體氛圍中(如氮氣，氬氣)，攪拌下升溫至回流狀態并持續2-48小時；反應結束冷卻至室溫，離心分離，洗滌，干燥，得到所述共軛席夫堿聚合物為聚亞胺。

步驟(1)所述苯二胺和對苯二甲醛的物質的量比為1：1。

本發明所述的室溫是指20-30℃。

步驟(1)所述的苯二胺為鄰苯二胺、間苯二胺或對苯二胺。

步驟(1)所述的冰醋酸與有機溶劑的體積比為1：100-1：20。

步驟(1)所述的有機溶劑為乙醇、二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺等能夠溶解苯二胺和對苯二醛的溶劑。

步驟(2)所述洗滌是指用無水乙醇洗滌。

所述的共軛席夫堿聚合物其形貌特征分別有納米棒狀和納米片狀兩種結構。所述的納米棒狀共軛席夫堿聚合物，納米棒相互之間纏繞成更大的納米棒，直徑不超過50nm，長度不超過3μm，內部實心。所述納米片狀共軛席夫堿聚合物，聚合物呈一維生長成片狀，片層之間相互堆疊。

所述的共軛席夫堿聚合物可應用于光催化分解水制氫或光電器件等領域。

與現有技術相比，本發明具有以下優點及有益效果：

本發明的合成方法具有反應條件溫和，工藝簡單，產率高且重現性好的優點，所制備的共軛席夫堿聚合物可應用于光催化分解水制氫或光電器件等領域。

附圖說明

圖1是實施例1合成的納米棒狀共軛席夫堿聚合物的SEM圖；

圖2是實施例1合成的納米棒狀共軛席夫堿聚合物的HRTEM圖；

圖3是實施例1合成的納米棒狀共軛席夫堿聚合物的N₂吸脫附等溫曲線圖；

圖4是實施例1合成的納米棒狀共軛席夫堿聚合物的XRD圖；

圖5是實施例2合成的納米片狀共軛席夫堿聚合物的SEM圖；

圖6是實施例2合成的納米片狀共軛席夫堿聚合物的HRTEM圖；

圖7是實施例2合成的納米片狀共軛席夫堿聚合物的N₂吸脫附等溫曲線圖；

圖8是實施例2合成的納米片狀共軛席夫堿聚合物的XRD圖；

圖9是實施例3合成的納米片狀共軛席夫堿聚合物的SEM圖；

圖10是實施例3合成的納米片狀共軛席夫堿聚合物的HRTEM圖；

圖11是實施例3合成的納米片狀共軛席夫堿聚合物的N₂吸脫附等溫曲線圖；

圖12是實施例3合成的納米片狀共軛席夫堿聚合物的XRD圖。

具體實施方式