[发明专利]一种负载纳米零价铜粒子的多孔材料、制备方法及应用

权利要求书

1.一种负载纳米零价铜粒子的多孔材料，其特征在于，表面氨基化的聚丙烯酸叔丁酯多孔材料作为纳米铜粒子的负载基体，纳米零价铜粒子均匀负基体上。

2.一种负载纳米零价铜粒子的多孔材料的制备方法，其特征在于：采用浓乳液聚合方法，通过丙烯酸叔丁酯与对乙烯基苯的共聚制备具有多孔结构的基体材料，通过表面改性的方法将含有胺基的化合物以化学接枝的方式负载于多孔材料的内壁表面，利用胺基与铜离子的配位作用，使Cu²⁺离子固定在多孔聚合物基体孔的内表面，用还原剂还原，制备出负载纳米零价铜粒子的多孔材料。

3.一种负载纳米零价铜粒子的多孔材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）采用浓乳液聚合的方法制备聚丙烯酸叔丁酯多孔材料，以丙烯酸叔丁酯、交联剂对乙烯基苯、乳化剂作为连续相，以溶有引发剂与电解质硫酸钾的水溶液为分散相，制备出稳定的浓乳液，在50～80℃条件下反应8～48h，得到聚丙烯酸叔丁酯多孔材料；其中分散相所占的体积分数为72%～95%，采用分散相体积分数为72～95%的油包水浓乳液，在连续相引发聚合，聚合温度为50～80℃，聚合时间为8-48h；引发剂用量为连续相的1～5wt%；电解质硫酸钾为连续相的2～7wt%；其中所述的乳化剂用量为分散相中水的1～5wt%；丙烯酸叔丁酯与对乙烯基苯的质量组成比为1:1～5:1；

（2）通过对聚丙烯酸叔丁酯多孔材料进行水解与氨基化反应，在多孔材料表面引入氨基基团；

其中水解反应为：聚丙烯酸叔丁酯多孔材料溶胀在二氯甲烷中，以三氟乙酸为水解促进剂，在20～60℃条件下保持24～96h，反应得到表面含有羧基的聚丙烯酸叔丁酯多孔材料；三氟乙酸的体积（ml）与聚丙烯酸叔丁酯多孔材料的质量（g）比为(0.5～10):1，二氯甲烷的体积（ml）与聚丙烯酸叔丁酯多孔材料质量（g）比为(5～100):1；

氨基化反应为：将表面含有羧基的多孔材料浸没于溶有胺基化合物的二甲基亚砜溶液，保持体系温度30～100℃，在一直抽真空环境中反应12～72h，得到表面氨基化的多孔材料，其中胺基化合物在二甲基亚砜溶液中的浓度为20～50wt%；

（3）将表面氨基化的聚丙烯酸叔丁酯多孔材料浸没于铜盐溶液中，铜盐溶液的浓度为2～8wt%，抽真空条件下于20～60℃静置12～48h后倒出液体，并用去离子水洗涤余下的固体；

在15～30℃，将现配的浓度为0.2～1wt%的还原剂硼氢化钠溶液快速加入所得的多孔材料中，搅拌30-120分钟，其中还原剂与铜盐的摩尔比为8～2:1；待反应完全后过滤，用去离子水快速洗涤固体，并置于真空烘箱中烘干。

4.按照权利要求3的方法，其特征在于，引发剂为水溶性的或/和油溶性的，其中水溶性的是过硫酸钾，油溶性的引发剂是偶氮二异丁腈。

5.按照权利要求3的方法，其特征在于，乳化剂优选司班80、司班20、吐温20中的一种或几种的混合。

6.按照权利要求3的方法，其特征在于，铜盐为水溶性的2价铜盐。

7.按照权利要求3的方法，其特征在于，其中步骤（2）所述的溶有胺基化合物的二甲基亚砜溶液，所涉及的胺基化合物为乙二胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺、聚乙烯亚胺中的一种。

8.权利要求1所述的一种负载纳米零价铜粒子的多孔材料用于水中重金属离子的降解吸附。