[發明專利]一種包埋多孔有機分子籠的整體材料及整體柱的制備方法

有效

• 申請號: 201810938221.1
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109337113B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 王紅衛;杜詠梅;劉新民
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院煙草研究所
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 袁曉玲

本發明提供一種包埋多孔有機分子籠的整體材料的制備方法：將含有兩個或多個甲基丙烯酸酯基的功能單體溶解在致孔劑中，混合均勻后，加入有機分子籠，再混合均勻，加入引發劑，繼續混合均勻，置于密封容器中，單體發生自由基聚合反應，原位形成包埋孔有機分子籠的整體材料。還提供一種整體柱的制備方法，在發生自由基聚合反應之前，將混合物引入毛細管中，密封，啟動自由基聚合反應；反應完畢后，用甲醇或者乙醇清洗得到的整體柱。本發明的方法制備條件溫和，方法簡單，整體材料的孔徑和孔結構可以通過改變加入功能單體的含量或者致孔溶劑的組成及含量來進行調控，該材料為有機材料，具有較高的機械強度和較大的比表面積。

技術領域

本發明涉及整體柱領域，具體涉及一種包埋多孔有機分子籠的整體材料的制備方法。

背景技術

自20世紀九十年代整體柱出現以來，由于具有較低的壓力降、無需篩板及豐富的化學選擇性，整體柱在色譜分離與樣品預處理領域已經受到廣泛關注。根據整體基質的性質，整體柱可以分為硅膠整體柱和聚合物整體柱。硅膠整體柱具有較好的溶劑抗性、高比表面積及高機械強度。然而，它制備過程中存在耗時較長及表面功能化較為繁瑣的缺點，這些缺點限制了硅膠整體柱的廣泛應用。聚合物整體柱避免了硅膠整體柱的以上缺點。它們制備過程簡單，并且整體柱表面能經多種功能單體進行化學修飾。但是，聚合物整體柱的機械穩定性和比表面積均較小，這一定程度上影響了該類整體柱的壽命。

利用微孔/介孔材料進行整體柱的功能化是一種改善聚合物整體柱機械穩定性和比表面積的有效途徑。一些材料諸如碳材料、硅膠材料、金屬氧化物、金屬-有機骨架以及共價有機骨架已經成功應用于聚合物整體柱的功能化。這些微孔/介孔材料通常需要高溫反應，多孔有機分子籠僅在室溫下就可以成功制備。到目前為止，還未見多孔有機分子籠在整體柱功能化方面的應用。

發明內容

針對現有的整體材料制備方法和結構上存在的上述問題，本發明提供一種包埋多孔有機分子籠的整體材料的制備方法，將丙烯酸酯類單體、多孔有機分子籠、引發劑以及致孔劑混合并超聲均勻后，利用自由基聚合反應一步制備包埋多孔有機分子籠的整體材料，該材料用于制備整體柱，能夠實現較高的機械強度，并具有較大的比表面積。

本發明采用的技術方案為：

一種包埋多孔有機分子籠的整體材料的制備方法，包括以下步驟：將含有兩個或多個甲基丙烯酸酯基的功能單體溶解在致孔劑中，混合均勻后，加入有機分子籠，再混合均勻，加入引發劑，繼續混合均勻，置于密封容器中，單體在引發劑的作用下發生自由基聚合反應，原位形成包埋孔有機分子籠的整體材料。

進一步的，所述的含有兩個或多個甲基丙烯酸酯基的功能單體為雙酚A丙三醇雙甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸1,3丁二醇酯或者二甲基丙烯酸新戊二醇酯。

進一步的，采用超聲方法混合均勻。

進一步的，所述引發劑為熱引發劑。

進一步的，所述引發劑為光引發劑，所述密封容器為透光容器。

進一步的，所述致孔劑為正丙醇和1,4-丁二醇的混和體系，正丙醇和1,4-丁二醇的體積比為5:3-3:1。

進一步的，在自由基聚合反應發生之前進行超聲除氧。

進一步的，用甲醇或乙醇清洗整體材料以除致孔劑及未反應或未結合上的物質。

本發明還提供一種整體柱的制備方法，按照上述方法制備功能單體、致孔劑、有機分子籠和引發劑的混合物，在發生自由基聚合反應之前，將混合物引入毛細管中，密封，啟動自由基聚合反應；反應完畢后，用甲醇或者乙醇清洗得到的整體柱，以去除致孔劑及未反應或未結合上的物質。

本發明相對于現有技術具有以下優點：