氨基功能化有序介孔酚醛樹脂材料的合成及性能研究.pdf

1、有序介孔高分子材料自1992年Mobil公司報道以來，迅速引起廣泛的關(guān)注，打破此前微孔沸石材料對孔道的限制，拓寬孔材料的可用范圍，成為學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)之一。因其具有大的比表面積，排列有序均勻的孔道、孔徑可在2-50 nm范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)等特性，使其在分離提純、生物材料、催化、新型組裝材料等方面有著巨大的應(yīng)用潛力。功能化介孔材料特別是氨基功能化介孔材料因?yàn)榘被男揎?，使其在堿催化，吸附分離，電容器方面應(yīng)用廣泛。
　　本論文采用溶劑揮發(fā)

2、誘導(dǎo)自組裝技術(shù)結(jié)合低溫?zé)峋奂夹g(shù)制備成本較低，疏水性好，穩(wěn)定性高，耐堿性強(qiáng)的氨基功能化介孔酚醛樹脂材料，結(jié)合原位一步還原法，合成了具有微觀介孔結(jié)構(gòu)的功能化酚醛樹脂，并將其當(dāng)做固體堿催化劑，重金屬離子吸附劑，金屬納米粒子載體應(yīng)用在相關(guān)領(lǐng)域。通過一系列表征技術(shù)和初步應(yīng)用對材料的構(gòu)效關(guān)系做出了研究。
　　本論文中介紹的工作主要分為以下兩個部分:
　　1.我們采用堿的醇溶液代替堿的水溶液，有效克服間硝基苯酚-甲醛難聚合的缺點(diǎn)，成功合成

3、出分子量適中的間硝基苯酚-甲醛單體。隨后利用原料中酚羥基與模板劑之間的H-鍵強(qiáng)相互作用，將預(yù)先合成的預(yù)聚體與三嵌段共聚物F127混合攪拌，讓預(yù)聚體-表面活性劑經(jīng)過溶劑揮發(fā)自組裝結(jié)合低溫?zé)峋奂夹g(shù)之后，將間硝基苯酚-甲醛-F127酚醛樹脂復(fù)合物在氮?dú)鈿夥障聼峤庀舯砻婊钚詣┑耐瑫r，利用熱解時所產(chǎn)生的CO和CH4等具有還原性的氣體將苯環(huán)上的-NO2原位直接還原為-NH2，成功合成出了100％氨基功能化介孔酚醛樹脂Polymer。該合成方法有

4、效克服了間氨基苯酚不溶于堿水溶液，氨基與甲醛生成希夫堿以及氨基干擾氫鍵等一系列缺點(diǎn)，首次獲得具有二維六方介孔結(jié)構(gòu)，較大的比表面積和均一的孔徑分布，高含量氨基（5.0wt.％）的介孔酚醛樹脂材料。通過-NH2與介孔孔道表面的酚羥基Ph-OH基團(tuán)的協(xié)同作用，在常溫以水作為溶劑的Knoevenagel縮合反應(yīng)測試中展現(xiàn)了良好的催化活性和熱力學(xué)和化學(xué)穩(wěn)定性。質(zhì)子化之后的氨基功能化酚醛樹脂材料對Cr(Ⅵ)表現(xiàn)出較高的吸附效率125(mg/g)。因

5、此，合成的氨基功能化有序介孔酚醛樹脂材料在催化，重金屬離子吸附方面展現(xiàn)出較高的應(yīng)用前景。
　　2.為了解決以往鈀納米粒子催化劑粒子較大，活性位利用率低的問題，本部分利用NH2-對多數(shù)金屬的強(qiáng)配位親和作用防止其團(tuán)聚，并且不會干擾催化劑活性的優(yōu)點(diǎn)。通過溶液浸漬法將其與金屬鈀離子混合均勻，該復(fù)合物經(jīng)過硼氫化鈉短暫還原后即可制得含有鈀納米粒子的氨基功能化介孔酚醛樹脂。材料中氨基的存在對金屬鈀起到了良好的分散和穩(wěn)定的作用。制得的材料維持有序