[发明专利]基于多孔聚合物PDVB-vim的超疏水型金属有机骨架复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及基于多孔聚合物PDVB‑vim的超疏水型金属有机骨架复合材料及其制备方法和应用。制备方法包括如下步骤：将多孔聚合物材料PDVB‑vim置于甲醇溶液中超声分散，然后加入2‑甲基咪唑进行吸附，得PDVB‑vim/2‑甲基咪唑甲醇分散液；于PDVB‑vim/2‑甲基咪唑甲醇分散液中，加入硝酸锌的甲醇溶液，室温下搅拌24h；所得产物，离心分离，将收集到的固体物用甲醇洗涤，离心，干燥，得目标产物。本发明所制备的超疏水型多孔聚合物/金属有机骨架复合材料可以应用于潮湿条件下的催化反应并具有极好的催化效果。

技术领域

本发明涉及一种超疏水型多孔聚合物/金属有机骨架复合材料的制备方法及其应用，具体的说，涉及一种具有超疏水功能的基于多孔聚合物PDVB-vim的金属有机骨架复合材料(PDVB-vim/ZIF-8复合物)及其制备方法，及其对吲哚衍生物和硝基苯乙烯衍生物的付克烷基化反应的催化作用。

背景技术

催化剂的疏水载体可以阻止水分子与催化剂的催化活性位点接触，从而提高催化剂的活性和稳定性，防止催化剂遇水中毒。然而，目前常用的催化剂与疏水载体间的相互作用较弱，催化剂的利用率较低，同时催化剂形貌的控制较差等因素严重影响了催化剂的性能，制约了催化剂的应用。许多高效的催化剂都面临着水分子中毒的现象导致失活的困扰，这严重限制了它们的实际应用。在工业生产中很难做到绝对的无水且很多反应过程中水是反应的副产物。因此，如何提高催化剂的疏水性且同时不改变催化性能，将具有深远的实际意义。

金属有机框架材料(Metal-Organic Frameworks，简称MOFs)，是指由金属离子和有机配体通过配位驱动作用，自组装形成的多孔晶体材料，它同时展现出有机和无机材料的特点，具有高孔隙率、孔道可调控、结构多样性、富有功能性、制备简单等优点，是近年来研究的热点。MOFs材料由于其独特的性能，如超高的比表面积、优异的吸附性能、结构多样性等而被广泛应用于气体存储、分离和催化等领域。根据不同领域的应用要求，MOF材料被设计成不同的形状，如胶囊、颗粒、核壳结构、膜等。MOF材料的润湿性可由配体调控，固有的疏水性框架可以很容易地通过采用疏水基团作为配体实现。此外，MOF材料可通过后合成修饰的方法将MOF材料的表面或孔道通过疏水性单元改性，从而使得MOF由原本的亲水性MOF变为疏水性MOF，改变了其对水溶液的亲和性，目前很多超疏水MOF材料被制备，但是开发一种无氟的，环境友好的，合成条件便宜的合成策略一直是科研工作者的研究热点，同时，将超疏水的MOF材料应用于催化有机转换方面的研究相对较少。

发明内容

本发明的目的是利用多孔聚合物PDVB-vim为基质材料，将ZIF-8与其进行复合，在室温下，利用原位生长的方法制备了一种超疏水型多孔聚合物/金属有机骨架复合材料。

本发明采用的技术方案是：基于多孔聚合物PDVB-vim的超疏水型金属有机骨架复合材料的制备方法，包括如下步骤：将多孔聚合物材料PDVB-vim置于甲醇溶液中超声分散，然后加入2-甲基咪唑进行吸附，得PDVB-vim/2-甲基咪唑甲醇分散液；于PDVB-vim/2-甲基咪唑甲醇分散液中，加入硝酸锌的甲醇溶液，室温下搅拌24h；所得产物，离心分离，将收集到的固体物用甲醇洗涤，离心，干燥，得目标产物。

优选地，上述的制备方法，所述多孔聚合物材料PDVB-vim的制备方法包括如下步骤：

1)于高压反应釜中，依次加入1-乙烯基咪唑、二乙烯基苯、乙酸乙酯和偶氮二异丁腈(ANBI)，于常温下，搅拌；

2)将高压反应釜密封后放入烘箱中，于353-453K下，保持12-24h；优选地，升温速率为2-8℃·min^-1。

3)缓慢冷却到室温，静置24h，于2d内缓慢干燥，将收集到的固体物依次用N,N-二甲基甲酰胺、乙醇和甲醇进行洗涤，离心，干燥，得多孔聚合物材料PDVB-vim。优选地，降温速率为2-8℃·h^-1。