微孔聚合物及其制备方法和应用

本发明涉及高分子材料制备，具体涉及一种微孔聚合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、微孔有机聚合物是孔径小于2纳米的多孔材料。微孔有机聚合物因具有孔径可调、比表面积高和化学稳定性高等特点而被用于气体吸附及分离、废水处理、金属离子吸附和碘捕获等领域。

2、传统制备方法往往需要昂贵的金属催化剂、高的反应温度或较长的反应时间，能源消耗过大。相较于其他反应，傅克反应构建含氟微孔聚合物是一种廉价高效的方式。

3、目前，尚未报道采用咔唑基单体与含氟单官能度醛或酮单体反应构建微孔有机聚合物。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种微孔聚合物及其制备方法和应用。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种微孔聚合物，其中，所述微孔聚合物包括主结构单元和交联结构单元；所述主结构单元之间通过交联结构单元形成三维网状结构；

3、其中，所述主结构单元中含有咔唑基；所述交联结构单元含氟且每个交联结构单元与主结构单元之间存在两个连接点。

4、本发明第二方面提供一种第一方面所述的微孔聚合物的制备方法，其中，所述方法包括：在溶剂和催化剂存在下，使咔唑基单体和单官能度的含氟醛单体或含氟酮单体进行反应，得到所述微孔聚合物。

5、本发明第三方面提供一种第二方面所述的制备方法得到的微孔聚合物。

6、本发明第四方面提供根据第一方面或第三方面所述的微孔聚合物在气体吸附/分离、碘捕获、重金属污水处理和化学催化中的应用。

7、通过上述技术方案，本发明所取得的有益技术效果如下：

8、(1)本发明提供的微孔聚合物具有优异的物理化学稳定性、高比表面积、优异的气体吸附能力，可用于乙炔等气体的吸附和有机染料污水处理以及催化等方面，具有潜在的应用价值。

9、(2)本发明采用一锅法在室温下合成含氟咔唑基微孔聚合物，并且合成方法简单，能耗低，产率高。

技术特征：

1.一种微孔聚合物，其特征在于，所述微孔聚合物包括主结构单元和交联结构单元；所述主结构单元之间通过交联结构单元形成三维网状结构；

2.根据权利要求1所述的微孔聚合物，其中，所述主结构单元选自中的至少一种；

3.根据权利要求1或2所述的微孔聚合物，其中，所述主结构单元与交联结构单元的摩尔比为1:2-1:5；

4.一种根据权利要求1-3中任一项所述的微孔聚合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括：在溶剂和催化剂存在下，使咔唑基单体和单官能度的含氟醛单体或含氟酮单体进行反应，得到所述微孔聚合物。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷和1,2-二氯乙烷中的至少一种；

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其中，所述咔唑基单体选自4,4-二(9-咔唑)联苯和1,3,5-三(9h-咔唑-9-基)苯中的至少一种；

7.根据权利要求4-6中任一项所述的制备方法，其中，所述咔唑基单体与含氟醛单体或含氟酮单体的摩尔比为1:2-1:5；

8.根据权利要求4-7中任一项所述的制备方法，其中，所述反应的条件包括：室温；反应时间为2-24h；

9.一种根据权利要求4-8中任一项所述的制备方法得到的微孔聚合物。

10.根据权利要求1-3和9中任一项所述的微孔聚合物在气体吸附/分离、碘捕获、重金属污水处理和化学催化中的应用；

技术总结
本发明涉及高分子材料制备技术领域，公开了一种微孔聚合物及其制备方法和应用。所述微孔聚合物包括主结构单元和交联结构单元；所述主结构单元之间通过交联结构单元形成三维网状结构；其中，所述主结构单元中含有咔唑基；所述交联结构单元含氟且每个交联结构单元与主结构单元之间存在两个连接点。所述方法包括：在溶剂和催化剂存在下，使咔唑基单体和单官能度的含氟醛单体或含氟酮单体进行反应，得到所述微孔聚合物。本发明提供的微孔聚合物具有优异的物理化学稳定性、高比表面积、优异的气体吸附能力，可用于乙炔等气体的吸附和有机染料污水处理以及催化等方面，具有潜在的应用价值。

技术研发人员：闫骏,童思涵,祝江丽,郭生伟,李丹
受保护的技术使用者：北方民族大学
技术研发日：
技术公布日：2024/7/29