[发明专利]具有自微孔结构的高分子官能聚合物及其超组装制备方法

说明书

本发明提供了一种具有自微孔结构的高分子官能聚合物及其超组装制备方法，该方法包括以下步骤：步骤一，将5,5',6,6'‑四羟基‑3,3,3',3'‑四烷基‑1,1'‑螺双茚和2,3,5,6‑四氟对苯二甲腈加入有机溶剂中，然后加入有机碱或无机碱，得到混合溶液；步骤二，将混合溶液在预定温度下反应预定时间，冷却后得到反应液；步骤三，将反应液依次进行过滤、水洗、过滤以及烘干，得到具有自微孔结构的高分子官能聚合物。该方法具有制备步骤少、成键数量多、操作简单、产物易分离纯化的优点。高分子官能聚合物具有以下优点：有良好的π‑共轭结构、良好的溶解性和稳定性；具有氰基官能团，有望进行进一步改性和功能化。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种具有自微孔结构的高分子官能聚合物及其超组装制备方法。

背景技术

具有自微孔结构的高分子官能聚合物是一类特殊的聚合物，具有非常高的比表面积(S_BET200m²/g)。由于分子在三维空间的扭曲结构导致聚合物会产生大量的微孔(孔道尺寸一般在3nm以下)，为物质传输提供了一个非常好的通道。

英国曼彻斯特大学的Mckeown和Budd研究团队于2004年(Chem.Commun.,2004,230-231；Adv.Mater.,2004,16,456-459.)报道了一种新型的自聚微孔聚合物(PIM 1-6)，其中PIM 1的比表面积高达800m²/g以上，氧气的透过率大于500Barrer，且O₂/N₂的选择性大约在3-4.5之间。此外，PIM-1还具有高渗透率、良好的分离系数、良好的机械性能和抗结垢能力，可以进行固溶处理，近年来已在很多领域获得了应用。

具有自微孔结构的高分子官能聚合物虽然在一些高耗能气体以及有机蒸气膜分离中具有较大应用潜力，但目前已知的具有自微孔结构的高分子官能聚合物存在种类较少、制备方法单一等缺陷。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种具有自微孔结构的高分子官能聚合物及其超组装制备方法。

本发明提供了一种具有自微孔结构的高分子官能聚合物，具有这样的特征：高分子官能聚合物的结构通式为

其中，R为甲基、乙基、正丙基以及正丁基中的任意一种。

本发明提供了一种高分子官能聚合物的超组装制备方法具有这样的特征，包括以下步骤：步骤一，将5,5',6,6'-四羟基-3,3,3',3'-四烷基-1,1'-螺双茚和2,3,5,6-四氟对苯二甲腈加入有机溶剂中，然后加入有机碱或无机碱，得到混合溶液；步骤二，将混合溶液在预定温度下反应预定时间，冷却后得到反应液；步骤三，将反应液依次进行过滤、水洗、过滤以及烘干，得到具有自微孔结构的高分子官能聚合物。

在本发明提供的高分子官能聚合物的超组装制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤一中，5,5',6,6'-四羟基-3,3,3',3'-四烷基-1,1'-螺双茚和2,3,5,6-四氟对苯二甲腈的摩尔比为1.0：(0.8～1.2)。

在本发明提供的高分子官能聚合物的超组装制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，有机溶剂为1,4-二氧六环、甲苯、二甲苯、N,N-二甲基乙酰胺、乙酸丁酯、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。

在本发明提供的高分子官能聚合物的超组装制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，有机碱或无机碱为哌啶、叔丁醇钾、三乙烯二胺、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、碳酸钠中的一种或多种。

在本发明提供的高分子官能聚合物的超组装制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，预定温度为40℃～80℃。