[发明专利]一种聚苯乙烯负载含氮杂环材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种聚苯乙烯负载含氮杂环材料，其特征在于其结构式如下：

其中R为含氮杂环，包括有五元杂环咪唑(Im)、甲基咪唑(Mim)，六元杂环哌嗪(Pi)、吡嗪(Pz)、嘧啶(Pim)、稠杂环苯并咪唑、腺嘌呤及鸟嘌呤中的一种。

2.一种如权利要求1所述的聚苯乙烯负载含氮杂环材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)氯甲基聚苯乙烯在溶剂中进行恒温溶胀；

2)向溶胀中的氯甲基聚苯乙烯溶液中添加含氮杂环材料和碱性添加剂，冷凝回流下恒温搅拌进行反应；

3)对反应后的样品冷却至室温，依次进行过滤、洗涤、真空干燥，制得聚苯乙烯负载含氮杂环材料。

3.如权利要求2所述的聚苯乙烯负载含氮杂环材料的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述溶剂的选择来自去离子水(H₂O)、乙醇(EtOH)、乙腈(MeCN)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMA)、四氢呋喃(THF)和丙酮(Me₂CO)、二氯乙烷(DCE)、正己烷、甲苯(PhMe)、乙酸乙酯中的一种或其组合。

4.如权利要求2或3所述的聚苯乙烯负载含氮杂环材料的制备方法，其特征在于在步骤1)中，溶胀温度为25-100℃，溶胀时间为1-5h。

5.如权利要求2所述的聚苯乙烯负载含氮杂环材料的制备方法，其特征在于在步骤2)中，反应温度为60-120℃，反应时间为1-3天。

6.如权利要求2所述的聚苯乙烯负载含氮杂环材料的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述碱性添加剂选自氢氧化钠(NaOH)、氢化钠(NaH)、碳酸氢钠(NaHCO₃)、乙醇钠(CH₃CH₂ONa)、叔丁基锂((CH₃)₃CLi)、二异丙基氨基锂(LDA)和双三甲基硅基氨化钠(NaN(SiMe₃)₂)中的一种或其组合。

7.如权利要求2所述的聚苯乙烯负载含氮杂环材料的制备方法，其特征在于在步骤3)是在过滤后经乙酸乙酯和甲醇进行洗涤后，在90-120℃下真空干燥3-6h。

8.如权利要求1所述的聚苯乙烯负载含氮杂环材料作为CO₂与环氧化物加成反应的催化剂的应用。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于所述应用的具体方法包括以下步骤：于反应釜中投入环氧丙烷和所述催化剂，装釜；于室温下加入CO₂气体；加热搅拌使其反应；用冷肼将反应釜冷却到20℃以下，放空釜内剩余CO₂气体使釜内温度骤降到0℃；过滤催化剂。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述反应温度为60-140℃，反应压力为1-5MPa，反应时间为3-15h，每毫升环氧丙烷的催化剂用量为15-100mg。