[發明專利]一種室溫快速制備球形微孔有機網絡材料的方法

在審

• 申請號: 201810313556.4
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108359079A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 楊成雄;崔媛媛;嚴秀平
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C08G61/02
• 分類號: C08G61/02;B01J31/24
• 代理公司: 天津耀達律師事務所 12223
• 代理人: 侯力

一種室溫快速制備球形微孔有機網絡材料的方法，采用室溫法制備，首先用雙(三苯基膦)二氯化鈀和碘化亞酮制備催化劑溶液，然后將四(4?乙炔基苯)甲烷和鹵代苯加入催化劑溶液中，通過室溫攪拌法4小時制備球形微孔有機網絡材料。本發明的優點是：1)采用室溫攪拌法制備微孔有機網絡材料，不僅避免了高溫，并且大大縮短了反應時間，提供了一種合成微孔有機網絡材料的新方法；2)該方法合成出的微孔有機網絡材料具有形貌規則、尺寸均一、比表面積大、疏水性好等優良的性質，為一種新型的多功能多孔材料；該制備方法工藝簡單、操作安全簡便、環境友好、生產速度快，節約了合成周期與成本，有利于大規模推廣應用。

【技術領域】

本發明涉及微孔有機網絡材料的制備，特別是一種具有球形形貌、強疏水性的微孔有機網絡材料的制備。

【背景技術】

微孔有機網絡材料(microporous organic networks，MONs)近年來出現的一類新穎多功能多孔材料，它是以芳香炔和鹵代苯或鹵代聯苯通過Sonogashira偶聯反應形成的多孔網狀物。作為一類新型的多功能多孔材料，MONs具有以下特點：(1)MONs合成單體和連接方式多樣，可以形成性質各異的多孔材料以滿足多種應用需求；(2)MONs具有良好的溶劑和熱穩定性，可以滿足實際應用過程中溶劑洗脫或加熱的要求；(3)MONs骨架均由芳香性的單體偶聯形成，使其具有很強的疏水性；(4)MONs規則有序的多孔性使其具有較大的比表面積和良好的尺寸選擇性。從2013年開始，Seung Uk Son課題組分別報道了MONs用于催化、石英晶體微天平傳感氨氣、熒光傳感硝基化合物、鋰離子電池、吸附染料和芳香污染物的研究，揭示了MONs在諸多領域良好的應用潛力。

然而，目前合成MONs的方法仍以溶劑熱法為主。該方法一般使用芳香炔和鹵代苯為反應原料，以甲苯和三乙胺或甲醇為反應溶劑，以雙(三苯基膦)二氯化鈀和碘化亞酮為催化劑，在加熱條件下(80-90℃)經過長時間(24小時)反應合成MONs。這種方法制備MONs的缺點是反應時間長、反應能耗高，不利于大規模合成和推廣。

近年來，采用室溫攪拌法合成多孔材料的研究引起了人們越來越多的關注。這種方法具有無需加熱、反應溫和、容易操作、易于推廣等優點，是一種綠色的合成方法。然而，迄今為止，關于室溫攪拌法用于合成MONs的研究未見報道。同時，用于快速合成MONs的研究也未見報道。因此，開展室溫快速合成具有規則形貌、比表面積大、疏水性好的MONs方法具有重要意義。

【發明內容】

本發明的目的是針對現有MONs制備方法反應時間長、反應能耗高，不利于大規模合成和推廣的問題，提供一種室溫快速合成規則形貌、比表面積大、疏水性好的MONs方法。

本發明的技術方案：

一種室溫快速制備球形微孔有機網絡材料的方法，步驟如下：

1)制備催化劑溶液：將雙(三苯基膦)二氯化鈀和碘化亞酮固體粉末加入至甲苯和三乙胺的混合溶液中，在超聲條件下超聲至固體完全溶解，最終得到無色的催化劑溶液；

2)將四(4-乙炔基苯)甲烷和鹵代苯加入至上述無色的催化劑溶液中，在室溫條件下磁力攪拌4小時，樣品懸浮于溶液中，離心分離，分別用二氯甲烷、丙酮和甲醇洗滌直至溶液無色，將樣品室溫真空干燥12小時，即可制得具有規則形貌、比表面積大、疏水性好的MONs。

所述雙(三苯基膦)二氯化鈀的濃度為12-96μmol/L，碘化亞酮的濃度為12-96μmol/L，雙(三苯基膦)二氯化鈀和碘化亞酮的摩爾比為1：1。

所述甲苯和三乙胺的混合溶液的總體積為60mL，其體積比為1：1。

所述四(4-乙炔基苯)甲烷的濃度為0.12-0.96mmol/L，鹵代苯的濃度為0.24-1.92mmol/L，四(4-乙炔基苯)甲烷和鹵代苯的摩爾比為1：2。四(4-乙炔基苯)甲烷、鹵代苯、雙(三苯基膦)二氯化鈀和碘化亞酮的摩爾比為1：2：1：1。