一种室温快速制备球形微孔有机网络材料的方法技术

一种室温快速制备球形微孔有机网络材料的方法，采用室温法制备，首先用双(三苯基膦)二氯化钯和碘化亚酮制备催化剂溶液，然后将四(4‑乙炔基苯)甲烷和卤代苯加入催化剂溶液中，通过室温搅拌法4小时制备球形微孔有机网络材料。本发明专利技术的优点是：1)采用室温搅拌法制备微孔有机网络材料，不仅避免了高温，并且大大缩短了反应时间，提供了一种合成微孔有机网络材料的新方法；2)该方法合成出的微孔有机网络材料具有形貌规则、尺寸均一、比表面积大、疏水性好等优良的性质，为一种新型的多功能多孔材料；该制备方法工艺简单、操作安全简便、环境友好、生产速度快，节约了合成周期与成本，有利于大规模推广应用。

A method for rapid preparation of spherical microporous organic network materials at room temperature

A method of rapid preparation of spherical microporous organic network materials at room temperature was prepared by room temperature method. First, the catalyst solution was prepared with double (three phenyl phosphine) two palladium chloride and iodanone. Then four (4 acetylene phenyl) methane and halogenated benzene were added to the catalyst solution, and the spherical microporous organic net was prepared through the room temperature stirring method for 4 hours. Collaterals. The advantages of the invention are as follows: 1) the preparation of microporous organic network materials by room temperature stirring method not only avoids the high temperature, but also greatly shortens the reaction time and provides a new method for synthesizing microporous organic network materials. 2) the microporous organic network materials produced by this method have the shape rule, the size uniformity and the large specific surface area. It is a new multi-function porous material with good hydrophobicity, which is a new multi-function porous material. The preparation method is simple in process, safe and simple in operation, friendly to environment, fast in production speed, saving the synthesis cycle and cost, and is beneficial to large-scale popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种室温快速制备球形微孔有机网络材料的方法
本专利技术涉及微孔有机网络材料的制备，特别是一种具有球形形貌、强疏水性的微孔有机网络材料的制备。
技术介绍
微孔有机网络材料(microporousorganicnetworks，MONs)近年来出现的一类新颖多功能多孔材料，它是以芳香炔和卤代苯或卤代联苯通过Sonogashira偶联反应形成的多孔网状物。作为一类新型的多功能多孔材料，MONs具有以下特点：(1)MONs合成单体和连接方式多样，可以形成性质各异的多孔材料以满足多种应用需求；(2)MONs具有良好的溶剂和热稳定性，可以满足实际应用过程中溶剂洗脱或加热的要求；(3)MONs骨架均由芳香性的单体偶联形成，使其具有很强的疏水性；(4)MONs规则有序的多孔性使其具有较大的比表面积和良好的尺寸选择性。从2013年开始，SeungUkSon课题组分别报道了MONs用于催化、石英晶体微天平传感氨气、荧光传感硝基化合物、锂离子电池、吸附染料和芳香污染物的研究，揭示了MONs在诸多领域良好的应用潜力。然而，目前合成MONs的方法仍以溶剂热法为主。该方法一般使用芳香炔和卤代苯为反应原料，以甲苯和三乙胺或甲醇为反应溶剂，以双(三苯基膦)二氯化钯和碘化亚酮为催化剂，在加热条件下(80-90℃)经过长时间(24小时)反应合成MONs。这种方法制备MONs的缺点是反应时间长、反应能耗高，不利于大规模合成和推广。近年来，采用室温搅拌法合成多孔材料的研究引起了人们越来越多的关注。这种方法具有无需加热、反应温和、容易操作、易于推广等优点，是一种绿色的合成方法。然而，迄今为止，关于室温搅拌法用于合成MONs的研究未见报道。同时，用于快速合成MONs的研究也未见报道。因此，开展室温快速合成具有规则形貌、比表面积大、疏水性好的MONs方法具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有MONs制备方法反应时间长、反应能耗高，不利于大规模合成和推广的问题，提供一种室温快速合成规则形貌、比表面积大、疏水性好的MONs方法。本专利技术的技术方案：一种室温快速制备球形微孔有机网络材料的方法，步骤如下：1)制备催化剂溶液：将双(三苯基膦)二氯化钯和碘化亚酮固体粉末加入至甲苯和三乙胺的混合溶液中，在超声条件下超声至固体完全溶解，最终得到无色的催化剂溶液；2)将四(4-乙炔基苯)甲烷和卤代苯加入至上述无色的催化剂溶液中，在室温条件下磁力搅拌4小时，样品悬浮于溶液中，离心分离，分别用二氯甲烷、丙酮和甲醇洗涤直至溶液无色，将样品室温真空干燥12小时，即可制得具有规则形貌、比表面积大、疏水性好的MONs。所述双(三苯基膦)二氯化钯的浓度为12-96μmol/L，碘化亚酮的浓度为12-96μmol/L，双(三苯基膦)二氯化钯和碘化亚酮的摩尔比为1：1。所述甲苯和三乙胺的混合溶液的总体积为60mL，其体积比为1：1。所述四(4-乙炔基苯)甲烷的浓度为0.12-0.96mmol/L，卤代苯的浓度为0.24-1.92mmol/L，四(4-乙炔基苯)甲烷和卤代苯的摩尔比为1：2。四(4-乙炔基苯)甲烷、卤代苯、双(三苯基膦)二氯化钯和碘化亚酮的摩尔比为1：2：1：1。所述卤代苯为对二碘苯、对二溴苯、对二氯苯、2-氨基对二溴苯或2-羟基对二溴苯。本专利技术的优点及效果：该方法采用室温搅拌法快速合成MONs，不仅避免了高温，并且大大缩短了反应时间，提供了一种合成MONs的新方法。该方法合成出的MONs具有形貌规则、尺寸均一、比表面积大、疏水性好等优良的性质，为一种新型的多功能多孔材料；该制备方法工艺简单、操作安全简便、环境友好、生产速度快，节约了合成周期与成本，有利于大规模推广应用，在多孔材料的合成、环境污染物吸附和去除、疏水材料的研究及应用等领域具有重大的实践意义。【附图说明】图1微孔有机网络材料的扫描电镜图。图2微孔有机网络材料的接触角实验图。【具体实施方式】实施例1：一种室温快速制备球形微孔有机网络材料的方法，步骤如下：1)制备催化剂溶液：将33.6mg的双(三苯基膦)二氯化钯和8.8mg的碘化亚酮固体粉末加入至总体积为60mL体积比为1:1的甲苯和三乙胺的混合溶液中，在超声条件下超声至固体完全溶解，最终得到无色的催化剂溶液；2)将200mg的四(4-乙炔基苯)甲烷和320mg的对二碘苯加入至上述无色的催化剂溶液中，在室温条件下磁力搅拌4小时，样品悬浮于溶液中，离心分离，分别用二氯甲烷、丙酮和甲醇洗涤直至溶液无色，将样品室温真空干燥12小时，即可制得具有规则形貌、比表面积大、疏水性好的MONs。取1mg的MONs粉末作为扫描电镜和接触角实验试样。图1为MONs的扫描电镜图。图中显示：MONs呈规则球形、尺寸均一，大小为约600nm。图2为MONs的接触角实验，其接触角为140.7度，能明显观察到水滴悬浮于MONs表面，即MONs具有很强的疏水性。实施例2：一种室温快速制备球形微孔有机网络材料的方法，采用室温法制备，步骤和方法与实施例1基本相同，不同之处在于卤代苯为对二溴苯。取1mg的MONs粉末作为扫描电镜和接触角实验试样，检测结果与实施例1相近。实施例3:一种室温快速制备球形微孔有机网络材料的方法，采用室温法制备，步骤和方法与实施例1基本相同，不同之处在于卤代苯为对二氯苯。取1mg的MONs粉末作为扫描电镜和接触角实验试样，检测结果与实施例1相近。实施例4:一种室温快速制备球形微孔有机网络材料的方法，采用室温法制备，步骤和方法与实施例1基本相同，不同之处在于卤代苯为2-氨基对二溴苯。取1mg的MONs粉末作为扫描电镜和接触角实验试样，检测结果与实施例1相近。实施例5:一种室温快速制备球形微孔有机网络材料的方法，采用室温法制备，步骤和方法与实施例1基本相同，不同之处在于卤代苯为2-羟基对二溴苯。取1mg的MONs粉末作为扫描电镜和接触角实验试样，检测结果与实施例1相近。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室温快速制备球形微孔有机网络材料的方法，其特征在于：采用室温法制备，步骤如下：1)制备催化剂溶液：将双(三苯基膦)二氯化钯和碘化亚酮固体粉末加入至甲苯和三乙胺的混合溶液中，在超声条件下超声至固体完全溶解，最终得到无色的催化剂溶液；2)将四(4‑乙炔基苯)甲烷和卤代苯加入至上述无色的催化剂溶液中，在室温条件下磁力搅拌4小时，样品悬浮于溶液中，离心分离，分别用二氯甲烷、丙酮和甲醇洗涤直至溶液无色，将样品室温真空干燥12小时，即可制得具有规则形貌、比表面积大、疏水性好的MONs。

【技术特征摘要】
1.一种室温快速制备球形微孔有机网络材料的方法，其特征在于：采用室温法制备，步骤如下：1)制备催化剂溶液：将双(三苯基膦)二氯化钯和碘化亚酮固体粉末加入至甲苯和三乙胺的混合溶液中，在超声条件下超声至固体完全溶解，最终得到无色的催化剂溶液；2)将四(4-乙炔基苯)甲烷和卤代苯加入至上述无色的催化剂溶液中，在室温条件下磁力搅拌4小时，样品悬浮于溶液中，离心分离，分别用二氯甲烷、丙酮和甲醇洗涤直至溶液无色，将样品室温真空干燥12小时，即可制得具有规则形貌、比表面积大、疏水性好的MONs。2.根据权利要求1所述室温快速制备球形微孔有机网络材料的方法，其特征在于：所述双(三苯基膦)二氯化钯的浓度为12-96μmol/L，碘化亚酮的浓度为12-96μmol/L，双...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨成雄，崔媛媛，严秀平，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津,12