[发明专利]微孔聚合物-纳米金属粒子催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.微孔聚合物-纳米金属粒子催化剂，其特征在于：所述的催化剂包括含溴取代的三芳基咪唑基团的微孔聚合物和纳米级过渡金属粒子，且过渡金属粒子的粒径为2～100nm；

其中：所述的微孔聚合物是含溴取代的三芳基咪唑基团的单体2,4,5-三(4-溴苯基)-1-烷基咪唑进行反应得到的微孔聚合物；该单体具有以下通式(I)：

在通式(I)中，X表示氢原子或者1-5个碳原子的烷基。

2.根据权利要求1所述的微孔聚合物-纳米金属粒子催化剂，其特征在于：所述过渡金属粒子的粒径为3～50nm。

3.根据权利要求2所述的微孔聚合物-纳米金属粒子催化剂，其特征在于：所述过渡金属粒子的粒径为3～10nm。

4.根据权利要求3所述的微孔聚合物-纳米金属粒子催化剂，其特征在于：所述过渡金属是钯、铂、锆、铪、钪或钛。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的微孔聚合物-纳米金属粒子催化剂，其特征在于：微孔聚合物具有以下结构式(II)：

6.根据权利要求1-4中任一项所述的微孔聚合物-纳米金属粒子催化剂，其特征在于：含溴取代三芳基咪唑基团的单体2,4,5-三(4-溴苯基)-1-烷基咪唑的溴原子之间偶联形成具有微孔结构的聚合物。

7.根据权利要求5所述的微孔聚合物-纳米金属粒子催化剂，其特征在于：含溴取代三芳基咪唑基团的单体2,4,5-三(4-溴苯基)-1-烷基咪唑的溴原子之间偶联形成具有微孔结构的聚合物。

8.微孔聚合物-纳米金属粒子催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将含有溴取代的三芳基咪唑基团的单体进行反应，得到具有微孔结构的微孔聚合物；

(2)将所得微孔聚合物溶于溶剂中形成反应混合物，在该反应混合物中添加过渡金属化合物或过渡金属前驱体，然后在该过渡金属化合物或过渡金属前驱体发生分解或被还原以便析出过渡金属单质的反应条件下让反应混合物进行反应，从而让过渡金属承载于所述聚合物上，再加入过量NaBH₄，将承载于微孔聚合物上的过渡金属还原成0价，然后分离出固体物并将它洗涤、干燥，获得微孔聚合物-纳米金属粒子催化剂，其中过渡金属化合物或过渡金属前驱体中的过渡金属是钯、铂、锆、铪、钪或钛；

其中：所述的微孔聚合物是含溴取代的三芳基咪唑基团的单体2,4,5-三(4-溴苯基)-1-烷基咪唑进行反应得到的微孔聚合物；该单体具有以下通式(I)：

在通式(I)中，X表示氢原子或者1-5个碳原子的烷基。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述溶剂为DMF。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其中过渡金属化合物或过渡金属前驱体是氯钯酸H₂PdCl₄或氯钯酸铵盐(NH₄)₂PdCl₄，氯铂酸H₂PtCl₆或氯铂酸铵盐(NH₄)₂PtCl₆，氯铪酸或氯铪酸铵盐。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的制备方法，其中步骤(1)是如下进行的：

将1摩尔份的上述单体，3～4摩尔份的双(1,5-环辛二烯)镍(0)，3～4摩尔份的2,2'-联吡啶，3～4摩尔份的1,5-环辛二烯和精制的70～90摩尔份的DMF加入到烧瓶中，于70～90℃反应60～80h得到深紫色悬浮物；降至室温后，加入浓盐酸，直至烧瓶中的混合物变为乳白色悬浮物；抽滤，用碱溶液洗涤至滤液pH 为7；再先后用二氯甲烷、甲醇及石油醚分别洗涤滤饼2～3次，70～90℃真空干燥8～15h得到淡黄色粉末状固体，微孔聚合物的收率高于90％。