[发明专利]一种氨基偶氮功能化有机多孔聚合物材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种氨基偶氮功能化有机多孔聚合物材料及其制备方法。所述方法包括：步骤1，使用结构式IV所示的芳基二胺制备结构式Ⅲ所示的多重氮盐，X为Cl、BF₄、PF₆或OAc；步骤2，使用所述结构式Ⅲ所示的多重氮盐与结构式Ⅱ所示的1,3,5‑三氨基苯发生偶氮化聚合反应，进行后处理得到如结构式I所示的氨基偶氮功能化有机多孔聚合物材料；由于该制备方法中所使用的试剂均为环境友好型的试剂，因此该制备方法具有环境友好的特点。除此之外，该制备方法还具有简单易行、分散性好、物理化学稳定性好、聚合物比表面积大、反应速度快、反应条件温和等特点。

技术领域

本发明涉及新材料领域，特别是涉及一类氨基偶氮功能化有机多孔聚合物材料(NH₂-Azo-POPs)的制备方法，以及一种氨基偶氮苯功能化有机多孔聚合物材料。

背景技术

有机多孔聚合物(POPs)是由C、H、O、N等轻质元素通过共价键连接形成的具有微孔、介孔或者多级孔结构的新型高分子多孔材料，具有比表面积大、低密度、孔径可调等优点，在吸附性能上有很大的潜力，广泛用于气体存储、分离及有机环境污染物处理等领域。

随着对多孔材料的深入研究，研究者们研究人员发现将N原子引入多孔聚合物材料中，不仅可以调控聚合物的网络结构，而且还可以促进聚合物对二氧化碳气体吸附和分离。例如，在多孔材料中引入碱性的氨基，由于氨基呈碱性，可以吸附二氧化碳气体并与二氧化碳气体发生反应，因此氨基的加入可以增强多孔材料对二氧化碳气体的吸附能力。又如，使用偶氮基团构建多孔偶氮交联聚合物，偶氮基团的加入增强了多孔偶氮交联聚合物与二氧化碳气体分子之间的偶极-四极作用，使得构建的多孔偶氮交联聚合物表现出优异的二氧化碳吸附性能。

现有技术主要采用金属催化方法制备多孔偶氮交联聚合物。然而，金属催化方法使用到的重金属会对环境造成威胁，同时较长反应时间和较为苛刻的反应条件如高温条件，导致产物的合成效率较低且成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、高效的制备类氨基偶氮功能化有机多孔聚合物材料的方法。

为了解决上述问题，本发明公开了一种类氨基偶氮功能化有机多孔聚合物材料的制备方法，所述方法包括：

步骤1，使用结构式IV所示的芳基二胺制备结构式Ⅲ所示的多重氮盐，X为Cl、BF₄、PF₆或OAc；

步骤2，使用所述结构式Ⅲ所示的多重氮盐与结构式Ⅱ所示的1,3,5-三氨基苯发生偶氮化聚合反应，进行后处理，得到如结构式I所示的氨基偶氮功能化有机多孔聚合物材料；

优选地，所述多重氮盐中的X为Cl、BF₄、PF₆或OAc，如所述结构式Ⅳ所示的芳基二胺的立体结构包括直线型和V型中的一种。

优选地，如所述结构式Ⅳ所示的芳基二胺包括2,2'-二苯基-4,4'-联苯二胺、4,4'-二氨基联苯、4,4'-二氨基二苯甲烷、4,4'-二氨基-3,3'-二甲基联苯基甲烷、4,4'-二苯亚甲基二苯胺、4,4'-二氨基二苯醚、1,1'-联苯-3,3'-二胺、1,4-二氨基苯以及1,3-二氨基苯中的任意一种。

优选地，所述的使用结构式IV所示的芳基二胺制备结构式Ⅲ所示的多重氮盐的步骤包括：

由如所述结构式Ⅳ所示的芳基二胺与亚硝化试剂在酸性介质下进行重氮化反应，制备如所述结构式Ⅲ所示的多重氮盐。

优选地，所述的使用所述结构式Ⅳ所示的芳基二胺与亚硝化试剂在酸性介质下进行重氮化反应步骤包括：

向所述结构式Ⅳ所示的芳基二胺中滴加所述亚硝化试剂进行重氮化反应，反应时间为25～120min，反应温度为冰水浴温度。