[发明专利]一种磺酸功能化的有序介孔聚合物-氧化硅复合材料及其合成方法

权利要求书

1.一种磺酸功能化的有序介孔聚合物-氧化硅复合材料，其特征在于，是一种含氧化硅和有机树脂的聚合物-氧化硅复合材料，具有二维介观结构，表面酸含量为0.9～4.6mmol/g，比表面积为200～500m²/g，孔容为0.3～1.0cm³/g，孔径为4～10nm。

2.权利要求1所述磺酸功能化的有序介孔聚合物-氧化硅复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将非离子表面活性剂溶于有机溶剂，得到溶液A；将无机硅源和有机硅源经0.1～0.5mol/L的盐酸溶液预水解，得到溶液B；将上述的溶液A与溶液B混合，并加入可溶性树脂，15～45℃下反应1～4小时；将有机溶剂挥发，得到固体；有机硅源为含硫的有机硅烷；

无机硅源与有机硅源的摩尔比为0～5；可溶性树脂与有机硅源和无机硅源的总量摩尔比为0.01～0.3；有机硅源与非离子表面活性剂的用量摩尔比12～65；溶液A中非离子表面活性剂的质量浓度为0.5％～25％；

所述有机溶剂是醇类、苯类、四氢呋喃、乙醚、氯仿或者二氯甲烷中的一种或一种以上混合物；

所述非离子表面活性剂选自聚环氧乙烷-聚环氧丙烷、聚环氧乙烷-聚环氧丁烷、烷烃-聚环氧乙烷二嵌段或者三嵌段共聚物表面活性剂中的一种或一种以上混合物；通式为C_aH_2a+1EO_b、EO_cPO_dEO_c、EO_cBO_dEO_c、EO_cBO_d、EO_cPO_d，其中a＝10～18，b＝5～25；c＝5～135，d＝25～135；

(2)将步骤(1)得到的固体低温热固，反应温度为80～120℃，时间为12～36小时；

(3)将步骤(2)产物经酸性溶液回流萃取除去表面活性剂；

(4)将步骤(3)的到的含巯基的聚合物用H₂O₂氧化；

(5)将步骤(4)的产物进行酸化，得到磺酸功能化的有序介孔聚合物-氧化硅复合材料。

3.权利要求2所述磺酸功能化的有序介孔聚合物-氧化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、苯、甲苯、乙醚、四氢呋喃、氯仿或者二氯甲烷中的一种或一种以上混合物。

4.权利要求2所述磺酸功能化的有序介孔聚合物-氧化硅复合材料的制备方法，其特征在于，溶液B中，有机硅源和无机硅源所含的硅与盐酸溶液中水的摩尔比为1∶2～1∶10；且无机硅源和有机硅源的摩尔比为0.4～5；溶液A中，非离子表面活性剂的质量浓度为5％～20％。

5.权利要求2所述磺酸功能化的有序介孔聚合物-氧化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述可溶性树脂是酚醛树脂，分子量为200～5000。

6.权利要求2所述磺酸功能化的有序介孔聚合物-氧化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述非离子表面活性剂选自C₁₂H₂₅EO₂₃、C₁₆H₃₃EO₁₀、C₁₈H₃₇EO₁₀、EO₂₀PO₇₀EO₂₀、EO₁₀₆PO₇₀EO₁₀₆、EO₁₃₂PO₅₀EO₁₃₂中的一种或一种以上混合物。

7.权利要求2所述磺酸功能化的有序介孔聚合物-氧化硅复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中采用质量浓度40％～60％的硫酸溶液或质量浓度30％～60％的硝酸溶液回流萃取除去表面活性剂，萃取温度为80～100℃，萃取时间12～48小时；步骤(4)中所用的H₂O₂质量分数为25％～40％，氧化时间为12～36小时；步骤(5)中酸化使用浓度为0.5～2.0mol/L硫酸溶液，酸化时间为0.5～4小时。