一种含金属离子的超支化型杂化多孔材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109762195A(43)申请公布日2019.05.17(21)申请号201811528491.1(22)申请日2018.12.13(71)申请人东华大学地址201620上海市松江区人民北路2999号(72)发明人孙宾纪晓寰朱美芳曾婷江晓泽敖翔陈珈金开元(74)专利代理机构上海统摄知识产权代理事务所(普通合伙)31303代理人金利琴(51)Int.Cl.C08J9/00(2006.01)C08G83/00(2006.01)C08L87/00(2006.01)权利要求书2页说明书11页(54)发明名称一种含金属离子的超支化型杂化多孔材料及其制备方法(57)摘要本发明的制备方本发明涉及一种含金属离子的超支化型杂化多孔材料及其制备方法，制备方法：将含分子A物质以粉体的形式与含分子B物质的水溶液混合，混合时伴以搅拌，再向混合体系中滴加金属盐溶液，滴加时伴以搅拌，再经140～230℃热处法，绿色环保，操作简单，条件温和，成本低廉；本理制得含金属离子的超支化型杂化多孔材料。制发明制得的产品，加工性能和吸附性能好，同时得的材料为超支化型杂化物多孔微球；超支化型兼具阻燃、抗菌和除臭功能。杂化物的分子结构式主要由分子A、分子B和金属离子Mn+构成，分子A中的羧基、分子B中的胺基和金属离子Mn+间通过离子键和配位键键接形成如下的三角形键合结构：CN109762195ACN109762195A权利要求书1/2页1.一种含金属离子的超支化型杂化多孔材料，其特征是：为多孔微球，由超支化型杂化物经成核和生长形成微球后再进行造孔制得；超支化型杂化物的分子结构式主要由分子A、分子B和金属离子Mn+构成，n的取值范围为1～3；分子A为端基含羧基的超支化聚合物分子；分子B为带胺基的链状分子；分子A中的羧基、分子B中的胺基和金属离子Mn+间通过离子键和配位键键接形成三角形键合结构，结构式如下：式中，R为阳离子基团、阴离子基团或极性非离子基团。2.根据权利要求1所述的一种含金属离子的超支化型杂化多孔材料，其特征在于，Mn+为Ag+、Fe2+、Fe3+、Au3+、Cr3+、Zn2+、Pt2+、Pd2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+或者为3价稀土金属离子；分子A和分子B中，羧基含量、胺基含量和羟基含量之和为分子A和分子B的摩尔量之和的130％～170％；通过离子键和配位键键接的羧基和通过离子键和配位键键接的胺基含量之和大于等于分子A和分子B中羧基和胺基摩尔量之和的20％；分子A中端羧基的数量占端基总量的25％～100％，分子A的支化度为30％～100％，相对分子量为1100～50000g/mol，除了羧基的O之外，分子A主要由C和H构成；分子B的相对分子量≤5000g/mol，除了胺基的N之外，分子主链主要由C和H构成。3.根据权利要求2所述的一种含金属离子的超支化型杂化多孔材料，其特征在于，所述3价稀土金属离子为La3+、Ce3+、Eu3+、Er3+、Yb3+、Tm3+、Ho3+或Pr3+；所述阳离子基团为叔铵基或季铵基，所述阴离子基团为羧酸基，所述极性非离子基团为羟基、醚基、胺基、酰胺基、巯基或卤素；所述通过离子键和配位键键接的胺基位于分子B的主链或支链，所述分子B还包含羟基或羧基，所述分子B的分子主链还包括元素O或N，所述分子A还含有元素P、O或N。4.根据权利要求1所述的一种含金属离子的超支化型杂化多孔材料，其特征在于，含金属离子的超支化型杂化多孔材料中金属离子的负载量为70～1700mg/g；含金属离子的超支化型杂化多孔材料的孔径为40～100nm，孔隙率为40％～60％；含金属离子的超支化型杂化多孔材料的起始分解温度为340～380℃，600℃下残炭率为50～65wt％。5.制备如权利要求1～4任一项所述的一种含金属离子的超支化型杂化多孔材料的方法，其特征是：将含分子A物质以粉体的形式与含分子B物质的水溶液混合，混合时伴以搅拌，再向混合体系中滴加金属盐溶液，滴加时伴以搅拌，制得超支化型杂化物微球，超支化型杂化物微球经140～230℃热处理制得含金属离子的超支化型杂化多孔材料，其中，金属2CN109762195A权利要求书2/2页盐溶液中的金属离子为Mn+。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述含分子B物质的水溶液的浓度为0.3～0.58mol/L；所述混合体系中，含分子A物质与含分子B物质的摩尔比为1:2～7；所述金属盐溶液的浓度为0.4～1.2mol/L，加入的金属盐总量与含分子A物质的摩尔比为1:2～6；所有搅拌的搅拌速率为300～400rpm，所述滴加结束后进行抽滤分离，抽滤分离得到的滤饼在温度为25～30℃、真空度为-0.09～-0.1MPa的条件下真空干燥8～1