[发明专利]一种具有弹性的疏水有机共轭聚合物、其合成方法及其脱除水中有机物的应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料合成及应用领域，具体涉及一种具有弹性的疏水有机共轭聚合物的合成方法，及此有机共轭聚合物在脱除水中有机物中的应用。 

背景技术

日益紧缺的化石资源和不断恶化的生态环境是全球性问题，这使得清洁能源和环境保护的研究越来越受到重视。具有较大的比表面积和良好的孔性能的多孔材料被众多科学家关注，广泛地应用于气体存储、吸附分离，催化化学等领域。 

有机共轭聚合物是一种新型的多孔材料，这种多孔材料主要由碳、氢、氧等轻质元素，通过有机共价键连接，由于聚合物中同时含有丰富的中孔和大孔，因此颗粒密度非常小。这些均聚或共聚材料具有较大的比表面积、良好的孔体积和π共轭体系，从而它们具有稳定的结构，有耐酸碱腐蚀、热稳定性好和不溶不熔等优点。该材料不仅具有传统多孔材料的一般性能，而且聚合物表面还可以通过化学方法进行材料功能化修饰。 

目前文献中报道的有机共轭聚合物是无定形、以粉末状的形式存在，这影响了材料的应用范围。 

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有弹性的有机共轭聚合物的合成方法，聚合物颗粒为无定形形态，大小为厘米级或毫米级，密度小于0.3g/cm³，具有弹性的高疏水性材料，能吸附液体有机物。对脱除水溶液中的有机物具有良好效果，在环境保护和催化等领域具有良好的应用前景。 

本发明采用的技术方案如下： 

具有弹性的疏水有机共轭聚合物的合成方法，具体包括如下步骤： 

(a)1，4-二乙炔基苯和基物A以摩尔比1～2∶1混合，向其中加入催化剂碘化亚铜和四(三苯基膦)钯，催化剂加入量按1，4-二乙炔基苯∶碘化亚铜∶四(三苯基膦)钯的摩尔比为1∶0.04～0.1∶0.04～0.1； 

其中：基物A为下述的一种：1，3，5-三溴苯、1，3，5-三溴苯衍生物、1，3，5-三 碘苯、1，3，5-三碘苯衍生物； 

(b)在惰性气体保护下，向步骤(a)所得混合物中加入非极性溶剂，使得上述混合物全部溶解即可；其中，所述的非极性溶剂是由溶剂B和溶剂C以等体积混合制得； 

溶剂B为下述的一种：苯、甲苯、二甲苯； 

溶剂C为二乙胺或三乙胺； 

(c)在搅拌条件下，将步骤(b)所得混合物于70～90℃，反应10～12h，直至聚合形成固体，反应产物经过洗涤、干燥后，得到有机共轭聚合物。 

对于上述合成方法，优选的：基物A中所述的1，3，5-三溴苯衍生物、1，3，5-三碘苯衍生物的结构式如下，其中R可以为-OH、-CH₃、-CH₂CH₃、-CH＝CH₂。 

对于上述合成方法，优选的：所述的加热条件为80℃，反应10h。 

对于上述合成方法，优选的：所述的干燥条件是120℃，在抽真空条件下干燥3h。 

对于上述合成方法，具体的：所述的洗涤过程，通过依次使用下述试剂来完成：二氯甲烷、丙酮、去离子水、甲醇。 

对于上述合成方法，所述的洗涤过程中，其可替换试剂为：二氯甲烷以三氯甲烷代替，甲醇以乙醇代替。 

本发明的另一方面在于：利用上述合成方法制备的有机共轭聚合物。 

具体的，上述有机共轭聚合物，为褐色无定形形态，大小为厘米级或毫米级，密度小于0.3g/cm³，是具有弹性的高疏水性材料，能吸附液体有机物。 

具体的，上述能吸附的液体有机物包括：乙醇、甲苯、甘油、苯、乙酸、乙酰乙酸乙酯、煤油、二氯甲烷和丙酮。 

本发明的另一方面在于：上述有机共轭聚合物在脱除水中有机物方面的应 用。 

本发明的理论依据： 

由于基物A为一维的线性结构，基物B为二维的平面结构，它们在聚合后以基物B为中心聚合为平面结构，由于该平面结构容易发生卷曲，沿着基物A的方向形成中空管形的聚合材料。所以采用本种方法合成的聚合物，不仅有聚合过程中分子相互结合形成的中孔，同时还含有平面卷曲所形成的大孔，因此材料的密度非常小。 

采用1，3，5-三溴苯的衍生物或1，3，5-三碘苯的衍生物，如2，4，6-三溴甲苯与1，4-二乙炔基苯进行聚合，能够提高反应物的聚合程度，增大聚合物颗粒，增加体系内的孔体积和孔隙。