共轭聚合物光催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了共轭聚合物光催化剂的制备及其应用，具体涉及聚合物技术领域，具体步骤包括：

【技术实现步骤摘要】
共轭聚合物光催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及聚合物
，具体涉及纳米棒状供体受体型共轭聚合物光催化剂及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]人类社会高速发展的同时也造成了严重的环境污染问题，这严重阻碍了人类可持续发展
。
在传统的环境修复过程中，常常会用一些强氧化剂，例如次氯酸钠
、
高锰酸钾
、
臭氧等
。
此外，这些强氧化剂在医疗领域可以被用来消毒杀菌
。
虽然次氯酸钠
、
高锰酸钾
、
臭氧等强氧化剂具有良好的去除污染物以及消毒杀菌的效果，但是对生态环境以及人体会产生一定的毒副作用
。
相比之下，过氧化氢
(H2O2)
不仅具有良好的污染物去除以及消毒杀菌效果，同时分解的产物
(
氧气和水
)
不会对环境造成危害
。
并且，
H2O2价格便宜，储存运输安全
。
因此，开发出一种高效生产
H2O2的技术引起了研究者的广泛关注
。
[0003]目前，合成
H2O2最常用的工艺是蒽醌法，该方法合成路径复杂，毒副产物多，并且成本高昂
。
而通过电催化直接将
H2和
O2合成
H2O2具有爆炸的危险，且需要用到贵金属催化剂，成本高，能耗高
。
相比于此，光催化技术可直接利用太阳光激发半导体产生光生电子，从而实现分子氧还原产生
H2O2。
该反应条件温和
、
无二次污染，因此被视为一种合成
H2O2的理想手段
。
[0004]作为一类新兴光催化剂，有机共轭聚合物半导体因其化学结构可设计性强，易于功能化，价带可调等优点而受到研究者的广泛关注
。
理论上，高光催化性能的有机共轭聚合物应该具有良好的光吸收性能，快速有效的电荷转移与分离以及良好的稳定性
。
为了实现这几点，构建供体受体型共轭聚合物激起了研究者的兴趣
。
合成供体受体型共轭聚合物最常用的策略是铃木
‑
宫浦反应，但是该反应时间长，需要贵金属
Pd
催化，反应用到的单体具有特殊的官能团，单体价格昂贵，并且，
Pd
还会残留在聚合物中
。
其他类型的有机聚合反应也通常需要金属催化反应的进行，并且反应时间长
。
这些缺点极大抑制了供体受体型共轭聚合物光催化剂的合成
。
此外，到目前为止，利用供体受体型有机共轭聚合物半导体进行光催化制备
H2O2的研究还鲜有报道
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的不足以及技术上的缺失，本专利技术的目的在于提供纳米棒状供体受体型共轭聚合物光催化剂的制备方法及其应用，由本专利技术方法所制备的纳米棒状供体受体型共轭聚合物催化剂在模拟太阳光照射下具有良好的光催化制备
H2O2的能力，在环境修复
、
医疗消毒杀菌
、
防腐除臭等领域中具有广阔的应用前景，以解决
技术介绍
中提出的问题
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：共轭聚合物光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、
将三聚氰胺与均苯三甲酸分别溶于二甲亚砜中，得到三聚氰胺溶液
A
和均苯三甲酸溶液
B
；
[0007]S2、
将步骤
S1
得到的
B
溶液倒入
A
溶液中，搅拌均匀使三聚氰胺与均苯三甲酸发生聚合，然后加入去离子水，搅拌至产生白色沉淀，离心洗涤并烘干；
[0008]S3、
煅烧白色沉淀，即得到纳米棒状供体受体型共轭聚合物光催化剂
。
[0009]进一步的，所述步骤
S1
中，三聚氰胺与均苯三甲酸物质的量比为
(2
～
8)
：
(2
～
8)
，溶解三聚氰胺与均苯三甲酸时所用二甲亚砜的体积都为
20mL
～
40mL。
[0010]进一步的，所述步骤
S1
中，三聚氰胺与均苯三甲酸物质的量比为2：2，溶解三聚氰胺与均苯三甲酸时所用二甲亚砜的体积都为
20mL。
[0011]进一步的，所述步骤
S1
中，三聚氰胺与均苯三甲酸物质的量比为8：8，溶解三聚氰胺与均苯三甲酸时所用二甲亚砜的体积都为
20mL。
[0012]进一步的，所述步骤
S1
中，三聚氰胺与均苯三甲酸物质的量比为5：5，溶解三聚氰胺与均苯三甲酸时所用二甲亚砜的体积都为
20mL。
[0013]进一步的，所述步骤
S2
中，将
B
溶液倒入
A
溶液中并搅拌时，搅拌的温度为
60℃
～
120℃,
搅拌时间为
0.5h
～
3h。
[0014]进一步的，所述步骤
S2
中，将
B
溶液倒入
A
溶液中并搅拌时，搅拌的温度为
60℃,
搅拌时间为
0.5h。
[0015]进一步的，所述步骤
S2
中，将
B
溶液倒入
A
溶液中并搅拌时，搅拌的温度为
60℃,
搅拌时间为
3h。
[0016]进一步的，所述步骤
S2
中，将
B
溶液倒入
A
溶液中并搅拌时，搅拌的温度为
80℃,
搅拌时间为
0.5h。
[0017]进一步的，所述步骤
S2
中，将
B
溶液倒入
A
溶液中并搅拌时，搅拌的温度为
80℃,
搅拌时间为
3h。
[0018]进一步的，所述步骤
S2
中，将
B
溶液倒入
A
溶液中并搅拌时，搅拌的温度为
120℃,
搅拌时间为
0.5h。
[0019]进一步的，所述步骤
S2
中，将
B
溶液倒入
A
溶液中并搅拌时，搅拌的温度为
120℃,
搅拌时间为
3h。
[0020]进一步的，所述步骤
S2
中，在室温搅拌得到白色沉淀的搅拌时间为
0.5h
～
3h。
[0021]进一步的，所述步骤
S2
中，在室温搅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
共轭聚合物光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
将三聚氰胺与均苯三甲酸分别溶于二甲亚砜中，得到三聚氰胺溶液
A
和均苯三甲酸溶液
B
；
S2、
将步骤
S1
得到的
B
溶液倒入
A
溶液中，搅拌均匀使三聚氰胺与均苯三甲酸发生聚合，然后加入去离子水，搅拌至产生白色沉淀，离心洗涤并烘干；
S3、
煅烧白色沉淀，即得到纳米棒状供体受体型共轭聚合物光催化剂
。2.
根据权利要求1所述的共轭聚合物光催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤
S1
中，三聚氰胺与均苯三甲酸物质的量比为
(2
～
8)
：
(2
～
8)
，溶解三聚氰胺与均苯三甲酸时所用二甲亚砜的体积都为
20mL。3.
根据权利要求1所述的共轭聚合物光催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤
S2
中，将
B
溶液倒入
A
溶液中并搅拌时，搅拌的温度为
60℃
～
120℃,
搅拌时间为

【专利技术属性】
技术研发人员：刘克俊，明雷，曹少文，郑凤华，刘道虎，方仁强，
申请(专利权)人：北京生态家园乐亭科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：