一种含多羟基的超交联聚合物及其应用

本发明涉及超交联聚合物催化剂领域，尤其涉及一种含多羟基的超交联聚合物及其应用。

背景技术：

1、在应对全球气候变化的过程中，降低大气中的二氧化碳浓度显得尤为关键。科学家们为了达成此目标，不断探索包括二氧化碳捕获、存储和利用（ccsu）技术在内的多种解决方案。在这些技术中，将二氧化碳转化为具有商业价值的化学品成为了一个引人注目的研究方向。

2、特别值得关注的是，利用二氧化碳与环氧化物进行反应，生成具有高附加值的环状碳酸酯。这类化合物不仅是重要的精细化学产品和制药原料，还因其出色的生物降解性和溶解性，被视为一种环保友好的溶剂。环状碳酸酯在化妆品、高能电池电解液、金属萃取等多个领域均有广泛应用。

3、为了提高这一转化过程的效率，研究人员开发了包括金属配合物、金属氧化物、离子液体在内的多种催化剂。这些催化剂虽然在促进反应方面起到了积极作用，但往往需要在高压或高温条件下使用，有时还需依赖有毒溶剂，这些因素限制了它们的广泛应用。

4、鉴于此，研究者们正致力于开发一种在温和条件下依然保持高活性的催化剂。在这一过程中，氢键供体（hbd）的作用显得尤为重要。hbd通过与环氧化物的相互作用，增强了c-o键的极性，有助于环的开启。同时，hbd还能通过形成氢键来稳定反应的中间体和过渡态。

5、近期的研究成果显示，一些含有羟基的有机催化剂能够在常温常压下有效地转化二氧化碳。例如，硅烷二醇和基于铪的金属有机框架（mofs）等材料已被证实具有催化潜力。

6、除此之外，超交联聚合物（hcps）也展现出在二氧化碳转化方面的应用前景。hcps的制备简便且成本低廉，通过friedel-crafts烷基化反应制备，其高度交联的有机骨架和微孔结构为二氧化碳的捕获和转化提供了优势。特别是含有多个羟基的hcps，不仅能有效吸附二氧化碳，而且羟基作为氢键供体，有助于促进环氧化物的活化，进一步提升了二氧化碳转化的效率。

7、总体而言，通过开发新型催化剂和利用高效材料，我们能够在温和条件下有效地转化二氧化碳，这不仅对减缓气候变化具有重要意义，同时也为我们提供了宝贵的化学资源。未来的研究将继续寻找更多高效、环保的二氧化碳转化途径，为推动可持续发展作出更大的贡献。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本申请的目的是提供一种含多羟基的超交联聚合物及其应用，其能够高效的催用于二氧化碳环加成反应。

2、为实现上述效果，本申请公开了一种含多羟基的超交联聚合物，使用摩尔比为（3-6）：5的间亚二甲苯二氯和间苯三酚作为单体原料，在三氯化铁做催化剂的条件下，在1,2-二氯乙烷溶剂中通过聚合制备出含多羟基的超交联聚合物。

3、进一步的，具体的通过如下步骤获得：

4、（1）在氮气保护下，准备20毫升无水二氯乙烷作为溶剂，向溶剂中依次加入3-6毫摩尔的间亚二甲苯二氯和5毫摩尔的间苯三酚，然后，加入10毫摩尔的无水三氯化铁作为催化剂，以促进反应进行；在室温下搅拌混合物1小时，确保反应物充分混合；然后将混合物在80℃下回流24小时，完成反应；

5、（2）.当反应达到预定的完成阶段后，首先需要对反应混合物进行冷却处理，随着温度的降低，反应生成的物质会逐渐沉淀出来，形成可见的黑色沉淀物；

6、（3）.纯化沉淀物，使用甲醇作为洗涤剂对过滤后的沉淀进行洗涤，重复洗涤三次，可以有效地去除附着在沉淀表面的残留杂质。

7、（4）.洗涤过程完成后，选择无水甲醇作为溶剂，将沉淀物置于索氏提取器中，在80°c的温度下进行索氏提取，持续时间为24小时；

8、（5）将经过索氏提取的沉淀物在100°c的温度下进行干燥处理，时间持续12小时，干燥后即可获得含多羟基的超交联聚合物。

9、进一步的，所述含多羟基的超交联聚合物具有如下式所示的结构和反应式；

10、。

11、本发明还公开了上述含多羟基的超交联聚合物的应用，将所述的含多羟基的超交联聚合物应用于在常温常压下催化co2环加成。

12、本发明的优点是：

13、本发明公开的含羟基的超交联聚合物（hcps），通过间亚二甲苯二氯和对二氯苄的超交联聚合反应制备而成，具有显著的特点，如丰富的活性位点、较大的孔隙体积以及高比表面积。这些特性赋予了hcps出色的二氧化碳吸附能力，并在常温常压的环境下，有效地促进了二氧化碳的环加成反应。hcps的高活性表现在它能够催化一系列化学反应，尤其是在转化二氧化碳方面，显示出了卓越的催化效率。此外，这种材料的稳定性和可回收性使其在实际应用中具有显著优势，可以通过简单的回收过程重复使用，而不损失其催化活性。这些研究成果突显了含羟基的超交联聚合物（hcps）作为一种潜在的工业催化剂的巨大潜力。与传统的催化剂相比，hcps在温和条件下的高效催化性能，以及对环境友好的特性，使其成为解决当前面临的环境保护和资源利用问题的理想选择。综上所述，这种新型的含羟基超交联聚合物（hcps）不仅在科学研究中具有重要价值，而且在工业应用中也展现出广泛的应用前景。未来的研究将进一步优化这类材料的性能，并探索它们在更多领域的应用潜力，以实现对二氧化碳的高效捕获和转化，为推动可持续发展做出贡献。

技术特征：

1.一种含多羟基的超交联聚合物，其特征在于：使用摩尔比为（3-6）：5的间亚二甲苯二氯和间苯三酚作为单体原料，在三氯化铁做催化剂的条件下，在1,2-二氯乙烷溶剂中通过聚合制备出含多羟基的超交联聚合物。

2.根据权利要求1所述的含多羟基的超交联聚合物，其特征在于，具体的通过如下步骤获得：

3.根据权利要求1或2所述的含多羟基的超交联聚合物，其特征在于：所述含多羟基的超交联聚合物具有如下式所示的结构和反应式；

4.一种如权利要求1-3任意一项所述的含多羟基的超交联聚合物的应用，其特征在于：将所述的含多羟基的超交联聚合物应用于在常温常压下催化co2环加成。

技术总结
本发明公开了一种含多羟基的超交联聚合物及其应用，涉及超交联聚合物催化剂领域。通过间亚二甲苯二氯和对二氯苄的超交联聚合反应制备而成，具有显著的特点，如丰富的活性位点、较大的孔隙体积以及高比表面积。这些特性赋予了HCPs出色的二氧化碳吸附能力，并在常温常压的环境下，有效地促进了二氧化碳的环加成反应。HCPs的高活性表现在它能够催化一系列化学反应，尤其是在转化二氧化碳方面，显示出了卓越的催化效率。此外，这种材料的稳定性和可回收性使其在实际应用中具有显著优势，可以通过简单的回收过程重复使用，而不损失其催化活性。这些研究成果突显了含羟基的超交联聚合物（HCPs）作为一种潜在的工业催化剂的巨大潜力。

技术研发人员：郭增静,韩洪晶,王海英,张亚男,陈彦广
受保护的技术使用者：东北石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/7/4