[发明专利]单分散三维有序聚合物大孔材料的制备方法

摘要

本发明单分散三维有序聚合物大孔材料的制备方法涉及高分子材料领域。该方法是一种气相负载法，其工艺过程包括以下步骤：(1)二氧化硅胶体晶模板的制备；(2)主、助催化剂的负载，主催化剂是能够以二氧化硅为载体进行负载的茂金属催化剂或非茂金属催化剂中的一种，助催化剂是烷基铝氧烷；(3)聚合及酸化。本发明方法利用气相负载法制备3DOM材料，利用气相前驱物乙烯或丙烯气相烯烃单体填充胶体晶模板制备单分散三维有序聚合物大孔材料，克服了目前制备单分散三维有序聚合物大孔材料使用液相前驱物所造成的填充速率慢、缺陷高的缺陷，以及CVD法制备3DOM仅限于制备无机3DOM材料的问题。

主权项

1.单分散三维有序聚合物大孔材料的制备方法，其特征在于：是一种气相负载法，其工艺过程包括以下步骤：(1)二氧化硅胶体晶模板的制备室温下，在装配有电动搅拌装置的500ml三口瓶中，依次加入质量配比为1∶2～10∶0.5～5∶0.2～2的百分比浓度为25％的氨水、无水乙醇、蒸馏水、和正硅酸乙酯，搅拌，溶液变浑浊，待溶液变浑浊度不再变化，即水解反应完成，然后将所得悬浊液转移至250ml烧杯中，室温下自然静置，直至溶剂挥发尽，即得到平均粒经范围在110nm～600nm的三维有序的二氧化硅胶体晶模板，再将由此所制得的二氧化硅胶体晶模板置于甘锅中，在马沸炉中于300～800℃下烧结2～4小时后，缓慢降温至室温，即得到平均粒经范围在110nm～600nm的二氧化硅微球相互粘连的胶体晶模板；(2)主、助催化剂的负载在两口瓶中加入所需量的(1)步制得的平均粒经范围在110nm～600nm的二氧化硅微球相互粘连的胶体晶模板，将两口瓶加热至110℃，保持真空状态2小时后用氩气抽排三次后，保持氩气氛自然冷却至室温，再将浓度为1.0～2.5mol/L的助催化剂的甲苯溶液在真空状态下注入到两口瓶中至浸没模板为止，超声分散10分钟，而后在45～50℃条件下反应3～8小时，待反应完成后，室温下用甲苯洗涤模板5次，60℃下真空干燥1小时，即得到负载了助催化剂的二氧化硅胶体晶模板，然后在氩气保护下，将浓度为250～500μmol/L的主催化剂的甲苯溶液在真空状态下注入到两口瓶中至浸没模板为止，超声分散10～15分钟，而后在40～60℃温度下反应2～10小时，待反应完成后，在室温下用甲苯洗涤模板5次，60℃下真空干燥1小时，即得到同时负载了主、助催化剂的二氧化硅胶体晶模板，所述的主催化剂是能够以二氧化硅为载体进行负载的茂金属催化剂或非茂金属催化剂中的一种，所述的助催化剂是烷基铝氧烷；(3)聚合及酸化在真空状态下，将盛有(2)步制得的同时负载主、助催化剂的二氧化硅胶体晶模板的两口瓶用冰块冷却至≤0℃，然后充入乙烯或丙烯气相烯烃单体，逐渐升高温度，最后将温度恒定在60～80℃下进行反应1.5～10小时，得到聚乙烯或聚丙烯/二氧化硅复合物，将该复合物取出，置于质量百分比浓度为40％的氢氟酸中，超声30分钟后，然后再在上述氢氟酸溶液中浸泡12小时，而后取出反复水洗至中性，于70℃下真空干燥，即得到孔径在68nm～580nm范围的单分散三维有序聚合物大孔材料。