一种双功能咪唑基离子液体交联共聚物及其制备方法和催化应用技术

本发明专利技术属于绿色催化技术领域，具体涉及一种双功能咪唑基离子液体交联共聚物及其制备方法和催化应用，通过简单的一步合成策略，通过功能化的咪唑基离子液体([NEtVIm]Br)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、甲基丙烯酸三氟乙酯(FMA)进行三元共聚制备具有含氢键、卤素离子、静电作用协同作用的交联纳米粒子共聚物。本发明专利技术解决了现有双功能催化剂的催化活性差的问题，在二氧化碳与环氧化物的环加成反应中具有良好的稳定性和选择性，同时具有易于分离并重复利用的特点，为二氧化碳固定提供了一种可行的策略。可行的策略。可行的策略。

【技术实现步骤摘要】
一种双功能咪唑基离子液体交联共聚物及其制备方法和催化应用


[0001]本专利技术属于绿色催化
，具体涉及一种双功能咪唑基离子液体交联共聚物其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]CO2是全球变暖的主要贡献者之一，同时它也是最丰富、无毒、低成本的碳元素来源。大量研究表明：CO2与环氧化物生成环状碳酸酯可有效固定二氧化碳，是一种环境友好且原子经济性反应。利用二氧化碳与环氧化物加成反应合成环状碳酸酯早已实现了工业化，目前的研究主要集中在寻找高效均相催化剂以及双功能非均相催化剂。现行工艺大多采用均相催化过程，存在着催化剂的回收、循环使用上的困难。但是环状碳酸酯的双功能非均相催化反应体系还未完全实现工业化，主要受限于非均相催化剂的活性与稳定性。因此，市场亟需一种优异的双功能催化剂，在环状碳酸酯的合成工艺中表现出优异的催化活性。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的问题，本专利技术提供本专利技术解决了现有双功能催化剂的催化活性差的问题，通过简单的一步合成策略，通过功能化的咪唑基离子液体([NEtVIm]Br)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、甲基丙烯酸三氟乙酯(FMA)进行三元共聚制备聚合物纳米粒子。
[0004]为实现以上技术目的，本专利技术的技术方案是：
[0005]一种双功能咪唑基离子液体交联共聚物，其结构如下:
[0006][0007]记作，FMA
‑
co
‑
P[AVIm][Br
‑
]‑
co
‑
EGDMA其中，n1、n2、n3和m均为正整数。
[0008]所述双功能咪唑基离子液体交联共聚物由功能化的咪唑基离子液体、乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸三氟乙酯进行三元共聚制备聚合物纳米粒子。
[0009]所述双功能咪唑基离子液体交联共聚物的制备方法，a1，将称好的FMA，咪唑基离子液体单体[NEt2VIm][Br
‑
][HBr]，EGDMA以及AIBN和甲醇加入50mL圆底烧瓶中，N2氛围下反应48h，油浴温度为70℃；a2，待反应完全加入稍过量三乙胺进行室温搅拌，得到甲醇溶液，最后冷冻干燥，得到白色粉末，即为催化剂。
[0010]所述a1中的烧瓶使用前需要进行除水处理，且该除水处理采用甲醇除水，进一步的，所述甲醇除水的步骤包括：将镁粉和甲醇加入圆底烧瓶中，上接球形冷凝管，油浴锅加
热至微沸时移去热源，加入1
‑
2粒碘，待镁粉完全反应后再加入100mL甲醇，搅拌回流6h。
[0011]所述咪唑基离子液体单体的制备方法包括：在两颈烧瓶加入乙烯基咪唑，BHT和无水乙腈，固体完全溶解后，左口接恒压滴液漏斗，抽真空充氮气，N2气流下将2
‑
(二乙胺基)溴乙烷氢溴酸盐的无水乙腈的溶液加入恒压滴液漏斗中，在90℃油浴锅中缓慢滴加，继续反应24h。反应结束后先后用乙腈、乙醚洗涤2～3次并抽滤，所得固体真空烘箱干燥。
[0012]所述双功能咪唑基离子液体交联共聚物应用于二氧化碳与环氧化物环加成反应。
[0013]从以上描述可以看出，本专利技术具备以下优点：
[0014]1.本专利技术解决了现有双功能非均相催化剂的催化活性差的问题，通过简单的一步合成策略，通过功能化的咪唑基离子液体([NEtVIm]Br)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、甲基丙烯酸三氟乙酯(FMA)进行三元共聚制备聚合物纳米粒子。
[0015]2.本专利技术提供了具有含氢键、卤素离子、静电作用协同作用的交联纳米粒子共聚物，且制备方法简单稳定，可控性强。
[0016]3.本专利技术提供的催化剂在二氧化碳与环氧化物的环加成反应中具有良好的稳定性和选择性，同时具有易于分离并重复利用的特点，为二氧化碳固定提供了一种可行的策略。
附图说明
[0017]图1是实施例1中的步骤1的产物NEt2VIm][Br
‑
][HBr]的1H NMR谱图(DMSO)。
[0018]图2是实施例1制备的咪唑基离子液体交联共聚物FMA
‑
co
‑
P[AVIm][Br
‑
]‑
co
‑
EGDMA的
13
C NMR。
[0019]图3是实施例1中的咪唑基离子液体交联共聚物FMA
‑
co
‑
P[AVIm][Br
‑
]‑
co
‑
EGDMA的FT
‑
IR图。
[0020]图4是实施例4中的咪唑基离子液体交联共聚物的TGA图。
[0021]图5是实施例4中的咪唑基离子液体交联共聚物的SEM图。
[0022]图6是实施例4中的咪唑基离子液体交联共聚物的CO2等量吸附热图。
具体实施方式
[0023]结合图1至图6，详细说明本专利技术的一个具体实施例，但不对本专利技术的权利要求做任何限定。
[0024]实施例1
[0025]一种双功能咪唑基离子液体交联共聚物，制备方法包括：
[0026]步骤1，咪唑基离子液体单体的制备：
[0027]在150mL两颈烧瓶加入乙烯基咪唑(4.7269g，50.2mmol)，BHT(0.1485g，0.6mol)和无水乙腈(20mL)，固体完全溶解后，左口接恒压滴液漏斗，抽真空充氮气，N2气流下将2
‑
(二乙胺基)溴乙烷氢溴酸盐(10.7g，40mmol)的无水乙腈(60mL)的溶液加入恒压滴液漏斗中，在90℃油浴锅中缓慢滴加，继续反应24h。反应结束后先后用乙腈、乙醚洗涤2～3次并抽滤，所得固体真空烘箱干燥。咪唑基离子液体单体[NEt2VIm][Br
‑
][HBr]产率：90.01％。且产品的氢谱如图1所述。
[0028]反应方程式为：
[0029][0030]步骤2，咪唑基离子液体交联共聚物的合成，包括如下步骤：
[0031]a1，甲醇除水：取250mL圆底烧瓶，加入0.6g镁粉和10g甲醇，上接球形冷凝管，油浴锅加热至微沸时移去热源，加入1
‑
2粒碘，待镁粉完全反应后再加入100mL甲醇，搅拌回流6h；
[0032]a2，三元共聚：以1:2:1比例为例，将称好的FMA(0.1651g,1mmol)，[NEt2VIm][Br
‑
][HBr](0.7073g，2mmol)，EGDMA(0.2046g,1mmol)以及AIBN(0.0107g,0.05mmol)和甲醇(30mL)加入50mL圆底烧瓶中，N2氛围下反应48h，油浴温度为70℃。待反应完全加入稍过量三乙胺进行室温搅拌，得到甲醇溶液，最后冷冻干燥，得到白色粉末。其反应方程式如下：
[0033][0034]同时，按照上述方法通过调节投料比，同理制备得到比例分别为1:1:2、1:1:3、1:3:1的共聚物，分别记本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双功能咪唑基离子液体交联共聚物，其特征在于：含有卤素、咪唑、氨基等多活性位点，其结构如下:记作，FMA
‑
co
‑
P[AVIm][Br
‑
]
‑
co
‑
EGDMA其中，n1、n2、n3和m均为正整数。2.根据权利要求1所述的双功能咪唑基离子液体交联共聚物，其特征在于：所述双功能咪唑基离子液体交联共聚物由功能化的咪唑基离子液体、乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸三氟乙酯进行三元共聚制备聚合物纳米粒子。3.根据权利要求2所述的双功能咪唑基离子液体交联共聚物，其特征在于：所述双功能咪唑基离子液体交联共聚物的制备方法，a1，将称好的FMA，咪唑基离子液体单体[NEt2VIm][Br
‑
][HBr]，EGDMA以及AIBN和甲醇加入50mL圆底烧瓶中，N2氛围下反应48h，油浴温度为70℃；a2，待反应完全加入稍过量三乙胺进行室温搅拌，得到甲醇溶液，最后冷冻干燥，得到白色粉末，即为催化剂。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：熊玉兵，谢晓文，王时婷，戴志锋，
申请(专利权)人：浙江理工大学龙港研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：