一种有序介孔氧化还原树脂及其合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料制备领域，具体涉及高度有序介孔对苯二酚-甲醛或邻苯二 酚-甲醛氧化还原树脂及其合成方法。
【背景技术】
[0002] 对苯二酚和对苯醌之间的相互转化可以看做是一系列的质子和电子转移的氧化 还原过程。实际上在自然界中生物体内广泛存在的辅酶Q(又称为泛醌）所参与的氧化还 原生化过程中就是利用了对苯二酚-对苯醌这一氧化还原对。在有机合成中，小分子的取 代对苯二酚和对苯醌类化合物在所参与的催化反应循环中可起到电子转移和促进氧化反 应进行的作用。
[0003] 然而在实际的应用中，对苯二酚-对苯醌氧化还原对在所参与的氧化还原反应 或催化反应循环中虽然非常有效，但是存在一个非常明显的问题，那就是在反应后小分子 的对苯二酚、对苯醌的分离问题。克服上述问题的一个方法就是将小分子的对苯二酚、对苯 醌通过嫁接或聚合的方法制备成不溶性的固体醌型氧化还原高分子。醌型氧化还原高分子 典型结构和氧化还原反应如下式所示：
【主权项】
1. 一种有序介孔氧化还原树脂，其特征在于：于溶剂中，以非离子表面活性剂作为结 构导向剂，以甲阶对苯二酚或邻苯二酚与甲醛聚合形成的树脂高分子作为前体，通过蒸发 溶剂制得高分子-表面活性剂复合材料，然后利用萃取或低温焙烧除去表面活性剂得到有 序介孔氧化还原树脂。
2. -种权利要求1所述有序介孔氧化还原树脂的合成方法，其特征在于： 于溶剂中，以非离子表面活性剂作为结构导向剂，以甲阶对苯二酚或邻苯二酚与甲醛 聚合形成的树脂高分子作为前体，通过蒸发溶剂制得高分子_表面活性剂复合材料，然后 利用萃取或低温焙烧除去表面活性剂得到有序介孔氧化还原树脂。
3. 按照权利要求2所述的合成方法，其特征在于： 具体步骤是： (1) 将对苯二酚和甲醛或邻苯二酚和甲醛在碱性催化剂下预聚，得到甲阶对苯二 酚-甲醛树脂或邻苯二酚-甲醛树脂； (2) 将上述树脂和非离子表面活性剂溶于水、有机溶剂、或水和有机溶剂二者的混合溶 剂中； (3) 蒸发溶剂后再经加热交联，得到高分子和表面活性剂复合材料； (4) 最后利用萃取或低温焙烧除去表面活性剂得到有序介孔氧化对苯二酚-甲醛树脂 或邻苯二酚-甲醛树脂还原树脂。
4. 按照权利要求3所述的合成方法，其特征在于：所用的碱催化剂为氢氧化钠、氢氧 化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、氢氧化钡、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、 甲胺、乙胺、丙胺、二甲胺、乙二胺中的一种或二种以上，用量为对苯二酚或邻苯二酚质量的 0. 05% ~15%。
5. 按照权利要求3所述的合成方法，其特征在于：甲醛与对苯二酚或邻苯二酚摩尔比 在0. 8到3之间，聚合的温度在40~120°C，时间在0. 25~8小时。
6. 按照权利要求3所述的合成方法，其特征在于：所用的非离子表面活性剂为环氧乙 烷（EO)环氧丙烷（PO)，环氧丁烷（BO)和烷基（CnH2n+1)中的二种或三种以上的嵌段共聚物 EOnPO111EOn, EOnBOniEOn, EOnPOni, EOnBOni, CnH2lrtEO111中的一种或二种以上。
7. 按照权利要求3所述的合成方法，其特征在于：有机溶剂可以为甲醇，乙醇，丙醇，丙 酮或四氢呋喃中的一种或二种以上；萃取剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、或四氢呋喃中的 一种或二种以上。
8. 按照权利要求3所述的合成方法，其特征在于：几种物料的质量比为，间苯二酚：表 面活性剂：水=1: (0. 6~3. 0) : (3~110)。
9. 按照权利要求3所述的合成方法，其特征在于：高分子前躯体和表面活性剂的复合 物加热交联温度在50~160°C，时间在2~72小时。
10. 按照权利要求3所述的合成方法，其特征在于：用惰性气氛下焙烧除去表面活性剂 的过程中，280°C至600°C时间在2~20小时。
【专利摘要】本发明公开了一种有序介孔氧化还原树脂的制备方法，具体为以非离子表面活性剂作为结构导向剂，以甲阶对苯二酚-甲醛树脂或邻苯二酚-甲醛树脂高分子作为前体，通过蒸发溶剂制得高分子-表面活性剂复合材料，然后利用萃取或低温焙烧除去表面活性剂得到有序介孔氧化还原树脂。该制备方法工艺简单，而且利用这种方法得到的材料的有序度高，并且简单可控，重复性好。该氧化还原树脂可以作为氧化还原反应的催化剂或催化剂的载体，也可以用于制备高通量拱选择性的高分子分离膜，还可以用做金属离子吸附剂。继续在高温下碳化得到相应结构的有序介孔炭材料。
【IPC分类】C08J3-24, C08J9-26, C08L61-12, C08G8-20
【公开号】CN104693472
【申请号】CN201310672357
【发明人】徐金铭, 王爱琴, 张涛
【申请人】中国科学院大连化学物理研究所
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月10日