[發明專利]苯并咪唑連接三苯基咪唑的聚合物及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201910330672.1
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110028671B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 陳紅飆;陳能洪;劉益江;陽梅;黎華明
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C08G73/18
• 分類號: C08G73/18;C08G73/06;B01J20/28;B01J20/26;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 徐樓

本發明提出一種苯并咪唑連接三苯基咪唑的聚合物，該聚合物是通過以下制備方法所制備的：首先將對苯二甲醛通過硫縮醛保護，進行安息香縮合反應，經氧化獲得4,4?二(1,3?二硫戊環基)聯苯甲酰，再咪唑成環，丁基取代咪唑氫，脫保護獲得2,4,5?三(4?甲酰基苯基)?1?丁基?咪唑；再將2,4,5?三(4?甲酰基苯基)?1?丁基?咪唑與1,2,4,5?苯四胺四鹽反應，獲得苯并咪唑連接三苯基咪唑的聚合物。該聚合物易于制備、低成本、吸附效果好的固體吸附劑，通過擴大聚合物的比表面積來增強氣體吸附能力。

技術領域

本發明涉及一種聚合物及其制備方法和用途，具體涉及一種用于氣體吸附的苯并咪唑連接三苯基咪唑的聚合物及其制備方法和用途，屬于氣體吸附劑領域。

背景技術

近年來，溫室效應引起的全球氣候變化已經逐漸成為備受重視的環境問題，二氧化碳作為溫室效應的最大“貢獻者”，其在大氣中的含量正在與日俱增，并在不斷加劇全球氣候和生態的惡化。二氧化碳排放主要山化石燃料的燃燒導致，因此簡單地減少二氧化碳排放勢必會對工業發展與社會經濟有影響。雖然各國已致力于開發綠色能源與新能源，但是尚沒有達到普及應用的程度。而對于我國而言，正處于經濟發展的黃金階段，發展工業的同時，勢必會引起碳排放的增加。二氧化碳捕集與封存(CCS)技術的開發，可以實現既減小對我國的經濟發展的影響，又能達到降低二氧化碳氣體排放的目的。

二氧化碳捕集技術主要有液體胺吸收、膜分離和吸附方法等。目前，主要是利用液體胺溶液來吸收二氧化碳，這種方法吸附量高、選擇性能好、效率高，但仍存在著諸如對腐蝕設備、回收困難、易揮發、循環性能差等固有缺點，限制了其在工業上的進一步應用。膜分離技術效率低，操作復雜，一般很少用這種方法。近年來不斷發展的吸附法通過采用固體吸附材料來吸附二氧化碳，具有吸附量高、無腐蝕、成本低等優點，彌補了上述兩種方法的不足。對于捕獲二氧化碳來說，固體吸附劑無疑是一個很好地選擇，它在反應過程中將二氧化碳轉化為固體形式，便于儲存，運輸和使用。纖維類，陶瓷材料及金屬氧化物類，多孔材料類在吸附二氧化碳上各有特點。而總體上存在以下問題，技術成熟、來源廣、易合成的材料吸附量普遍偏低，吸附量高的材料目前合成條件苛刻，能耗大，費用高，反應過程不易控制。

多孔材料廣泛存在于自然界中，例如：木材、海綿、天然沸石等均是典型的多孔材料。多孔材料具有比表面積大、孔道尺寸可調控以及結構多樣等特點。因此在催化、吸附、離子交換、生物醫藥、能源、環境、光電材料等領域有著廣闊的應用前景。

經過大量研究，固體吸附劑吸附二氧化碳的研究領域中仍存在一些問題：目前采用多胺基的胺化試劑以及增大載體比表面積等方法可以適當的提高吸附二氧化碳的吸附能力，但提高的效果還有待進一步改善；其次，在固體吸附劑吸附二氧化碳的過程中普遍存在二氧化碳在載體孔道內擴散受阻的現象，降低了吸附劑對二氧化碳的吸附能力；再者，現有的固體吸附劑普遍耐熱性較差，不足以達到特定條件(如高溫煙道氣)下的使用要求，限制了其應用空間。因此開發具有高耐熱性、強二氧化碳吸附能力的固體吸附劑是該領域今后研究的重點。

發明內容

針對現有技術中用于吸附氣體的固體吸附劑存在比表面積小、吸附能力弱等問題，本發明提出一種易于制備、低成本、吸附效果好的固體吸附劑，通過擴大聚合物的比表面積來增強氣體吸附能力。本發明研發制備了一種苯并咪唑連接三苯基咪唑的聚合物，具有較大的比表面積，其中咪唑環等活性官能團以加強對二氧化碳的吸附。

根據本發明提供的第一種實施方案，提供一種苯并咪唑連接三苯基咪唑的聚合物。

一種苯并咪唑連接三苯基咪唑的聚合物，該聚合物是通過以下制備方法所制備的：首先將對苯二甲醛通過硫縮醛保護，進行安息香縮合反應，經氧化獲得4,4-二(1,3-二硫戊環基)聯苯甲酰，再咪唑成環，丁基取代咪唑氫，脫保護獲得2,4,5-三(4-甲酰基苯基)-1-丁基-咪唑；再將2,4,5-三(4-甲酰基苯基)-1-丁基-咪唑與1,2,4,5-苯四胺四鹽反應，獲得苯并咪唑連接三苯基咪唑的聚合物。

該聚合物具有以下結構式：