[发明专利]兼具核壳及多级孔结构的聚合物微球的制备方法及应用

说明书

本发明涉及兼具核壳及多级孔结构的聚合物微球的制备方法及应用，3‑羟基‑4‑氨基苯甲酸与对苯二甲醛在乙醇溶剂中进行回流反应，得到具有席夫碱官能团的配体，再利用溶剂进行纯化，并真空干燥，得到黄色粉末，将上述粉末与六水合硝酸锌加入反应器，加入N,N‑二甲基甲酰胺和乙醇作为溶剂，搅拌均匀后置于烘箱中加热，用N,N‑二甲基甲酰胺和乙醇洗涤数次，真空干燥过夜，制备得到具有核壳结构和介孔‑微孔‑大孔等级孔结构的金属聚合物微球。与现有技术相比，本发明作为非均相催化剂进行2‑吡啶甲醇乙酸酯脱乙酰基反应的应用，该催化剂可以循环多达7次反应得率仍然可以稳定达到90%，没有显著地损失其催化活性。

技术领域

本发明涉及金属聚合物微球，尤其是涉及一种具有核壳结构和介孔-微孔-大孔等级孔结构的金属聚合物微球的制备方法和应用。

背景技术

聚合物微球作为一种重要的功能高分子材料，由于其独特的多孔性质使其在催化载体，药物输送，酶固定化，控释，吸附分离等各个领域受到越来越多的关注。

核壳结构材料是通过化学键或其它相互作用包覆形成的自组装结构的复合材料，一般由中心的核和包覆在外部的壳组成。具有核壳结构的聚合物不但可以防止团聚而且可以增强反应的选择性和活性，它的合成被认为是最方便和最有效获得纳米颗粒和协同效应的方法之一。一般来说，获得核壳结构模型的方法主要是模板法。模板法分为硬模板和软模板，其中硬模板如聚合物和金属芯，软模板如表面活性剂胶束或离子溶剂。模板辅助合成是一种有效的方法，然而，其构建复杂结构的能力往往受限于模板。而且，该方法通常需要使用表面活性剂或一些聚合物去除模板，并且该过程一般较为繁琐。此外，具有多级孔或核壳结构的材料，其内部空隙提供有效的运输通道，在催化，药物输送等方面具有潜在应用。目前已报道的同时具有等级多孔和核壳结构的材料较少，而用如此简单的方法合成本身也是一种挑战。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有核壳结构和介孔-微孔-大孔等级孔结构的金属聚合物微球的制备方法和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

兼具核壳及多级孔结构的聚合物微球的制备方法，采用以下步骤：

（1）3-羟基-4-氨基苯甲酸与对苯二甲醛在乙醇溶剂中进行回流反应，得到具有席夫碱官能团的配体4,4'-（（1E,1'E）-1,4-苯基-双（亚甲叉））双（偶氮苯基）双（3-羟基苯甲酸），再利用溶剂进行纯化，并真空干燥，得到黄色粉末；

（2）将上述粉末与六水合硝酸锌加入反应器，加入N,N-二甲基甲酰胺和乙醇作为溶剂，搅拌均匀后置于烘箱中加热，得到暗红色固体，用N,N-二甲基甲酰胺和乙醇洗涤数次，真空干燥过夜，制备得到具有核壳结构和介孔-微孔-大孔等级孔结构的金属聚合物微球。

步骤（1）中3-羟基-4-氨基苯甲酸与对苯二甲醛的摩尔比为2:1，回流反应温度为50-80℃，反应时间5-8h，纯化用的溶剂为甲醇，真空干燥的干燥温度为40-80℃，干燥时间为2-8h，优选4-7h。

步骤（2）中粉末与六水合硝酸锌的摩尔比为1:3-1:4，N,N-二甲基甲酰胺和乙醇的体积比为1:1。粉末与六水合硝酸锌搅拌的时间为5-60min，优选10-20min。烘箱中加热的时间为2-144h，优选12-48h，加热温度为120-160℃，优选140℃。真空干燥过夜的温度为60℃。

兼具核壳及多级孔结构的聚合物微球作为非均相催化剂进行2-吡啶甲醇乙酸酯脱乙酰基反应的应用，该催化剂可以循环多达7次反应得率仍然可以稳定达到90%，没有显著地损失其催化活性，说明该催化剂具有可回收性和良好的催化性能。

与现有技术相比，本发明具有如下特点：

（1）本发明在水热条件下，一步合成了具有核壳结构的金属微球，并且金属微球兼具微孔-介孔-大孔等级结构。