[发明专利]一种磁性磺酸化聚苯乙烯分子刷的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种磁性磺酸化聚苯乙烯分子刷的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

（1）将纳米四氧化三铁、乙烯基三乙氧基硅烷分散于无水乙醇和去离子水反应介质中，超声分散30 min；在氮气保护下于40 ℃恒温水浴中以600 r/min转速搅拌16 h；经无水乙醇、去离子水洗涤，于60 ℃真空干燥48 h，得到表面带有双键的纳米四氧化三铁；

（2）以乙腈为反应介质，氮气保护下，采用溶液共聚合法，以表面带有双键的纳米四氧化三铁和苯乙烯为反应单体，2,2-偶氮二异丁腈为引发剂，二乙烯基苯为交联剂，在80 ℃下回流反应6 h，得到聚苯乙烯包裹的磁性四氧化三铁；

（3）以乙腈为反应介质，氮气保护下，采用溶液共聚合法，以聚苯乙烯包裹的磁性四氧化三铁和氯甲基苯乙烯为反应单体，2,2-偶氮二异丁腈为引发剂，二乙烯基苯为交联剂，在80 ℃下回流反应6 h，得到核壳结构的磁性聚苯乙烯氯球；

（4）以苯甲醚为反应介质，氮气保护下，采用ARGET ATRP法，核壳结构的磁性聚苯乙烯氯球为大分子引发剂，苯乙烯为单体，溴化铜为催化剂，五甲基二亚乙基三胺为配体，辛酸亚锡为还原剂，在110 ℃下反应9 h，得到磁性聚苯乙烯分子刷；

（5）将磁性聚苯乙烯分子刷分散于94 %的硫酸溶液中，50℃下反应4~5 h，得到磁性磺酸化聚苯乙烯分子刷。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述纳米四氧化三铁与乙烯基三乙氧基硅烷的摩尔比为1∶1.4~1.5；无水乙醇与去离子水的体积比为120~150∶10。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，2,2-偶氮二异丁腈、表面带有双键的纳米四氧化三铁、苯乙烯和二乙烯基苯的摩尔比为1∶7∶30∶20~30。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，2,2-偶氮二异丁腈、氯甲基苯乙烯和二乙烯基苯的摩尔比为1∶20∶20~30。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，溴化铜、五甲基二亚乙基三胺、辛酸亚锡、核壳结构的磁性聚苯乙烯氯球以及苯乙烯的摩尔比为0.1∶1∶1∶1∶50~200。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，硫酸与磁性聚苯乙烯分子刷中的苯乙烯的摩尔比为80~100∶1。

7.一种由权利要求1~6任一项所述的制备方法制得的磁性磺酸化聚苯乙烯分子刷在合成N-（乙氧基亚甲基）苯胺中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，其具体包括如下步骤：将原甲酸三乙酯、苯胺和磁性磺酸化聚苯乙烯分子刷在恒温油浴中加热至100~130 ℃，进行反应；反应结束后，在外加磁场的作用下对磁性磺酸化聚苯乙烯分子刷进行直接回收再利用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述磁性磺酸化聚苯乙烯分子刷的磺酸基、原甲酸三乙酯和苯胺的摩尔比为0.725∶2600∶1000。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述磁性磺酸化聚苯乙烯分子刷的质量为原甲酸三乙酯质量的0.5～0.8%。