[发明专利]一种杂原子掺杂二茂铁功能化的POSS基杂化多孔聚合物的制备方法

说明书

本发明公开了一种杂原子掺杂二茂铁功能化的POSS基杂化多孔聚合物的制备方法，包括步骤如下：(1)将构筑单元一、构筑单元二溶解于有机溶剂中，加入催化剂，搅拌均匀后，加热，反应；(2)反应结束后，将反应体系自然冷却至室温，过滤，将过滤后的所得固体洗涤得到固体I；(3)将步骤(2)得到的固体I进行索式提取，所得固体真空干燥即得杂原子掺杂二茂铁功能化的POSS基杂化多孔聚合物。本发明的制备方法步骤简单，制备工艺条件易于控制，得到的聚合物材料具有高的比表面积和孔体积、良好的化学稳定性和热稳定性，且杂原子的引入增大了材料的电负性，在吸附、污水处理方面有着广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种杂原子掺杂二茂铁功能化的POSS基杂化多孔聚合物的制备方法，属于高分子材料制备技术领域。

背景技术

多孔材料具有高比表面积、大的孔体积、良好的化学稳定性和热稳定性，在气体存储和分离、催化、光电子学、化学传感器和环境等方面有潜在的应用前景。有机-无机杂化多孔材料可以将有机与无机单元的优势结合，其中，无机部分赋予多孔材料高的热稳定性和化学稳定性以及良好的生物相容性，而有机部分可以引入不同的功能基团。

笼型倍半硅氧烷(Cage Silsesquioxane，简称POSS)是一类具有三维空间构型的功能性纳米杂化分子，组成为[RSiO_1.5]_n，其中，R为有机基团，n＝6、8、10等偶数，当n＝8时最为典型。POSS具有分子内杂化性质和纳米尺寸效应，刚性的无机骨架及其外围的有机基团构成有机-无机杂化结构，具有质轻、耐高温、抗辐射、气体渗透性好等特点并表现出特殊的光、电、磁等性能。此外，由于POSS分子自身的刚硬结构，角上多个有机反应位点使其与功能性有机单体有良好的相容性，所以它是构筑有机-无机杂化多孔材料良好的前驱体。

二茂铁及其衍生物是一类由在中心金属Fe原子的相对侧上结合两个环戊二烯基组成的夹心化合物，具有很好的热稳定性和化学稳定性，可以承受470℃高温，能够耐酸、耐碱、耐紫外线，是一类合适的多孔聚合物的构筑单元。中国专利文件CN105367758A公开了一种二茂铁基共轭微孔聚合物的制备方法，该方法采用零价钯催化一步法直接合成二茂铁基共轭微孔聚合物材料。中国专利文件CN1053677587A公开了一种酰胺键接的二茂铁基纳米多孔聚合物的制备方法，该发明采用一步法制备二茂铁基纳米多孔高分子。这两种材料都具有高的BET表面积和孔体积、良好的化学稳定性和热稳定性，在吸附、污水处理、催化、分离气体、存储气体、荧光传感等方面有潜在的应用。

目前，尚未有杂原子掺杂二茂铁功能化的POSS基杂化多孔聚合物的报道，它是具有广阔应用前景的材料，因而对其研究显得十分必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种杂原子掺杂二茂铁功能化的POSS基杂化多孔聚合物的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种杂原子掺杂二茂铁功能化的POSS基杂化多孔聚合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将构筑单元一、构筑单元二溶解于有机溶剂中，加入催化剂，搅拌均匀后，加热，反应；

所述的构筑单元一为八乙烯基倍半硅氧烷(OVS)；所述的构筑单元二为1,1'-双(二苯基膦)二茂铁(DPPF)或1,1'-双(二苯基氧化膦)二茂铁(DPPOF)；

(2)反应结束后，将反应体系自然冷却至室温，过滤，将过滤后所得固体洗涤得到固体I；

(3)将步骤(2)得到的固体I进行索式提取，所得固体真空干燥即得杂原子掺杂二茂铁功能化的POSS基杂化多孔聚合物。

根据本发明，优选的，步骤(1)中所述的构筑单元一与构筑单元二的摩尔比为1:0.3-4，进一步优选1:0.3-1。

根据本发明，优选的，步骤(1)中所述的有机溶剂为1,2-二氯乙烷或邻二氯苯；