[发明专利]一种有机多孔聚合物材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于共轭聚合物合成技术领域，更具体地，涉及一种有机多孔 聚合物材料及其制备方法。

背景技术

近年来，多孔材料的研究成为人们关注的热点，有机多孔聚合物由于 拥有大比表面积、高化学稳定性、低骨架密度等特性，及其在气体存储、 吸附、分离和非均相催化等方面的潜在应用，而引起了化学工作者的极大 兴趣。有机多孔聚合物相对无机多孔材料，其特点为其结构全部由轻元素 组成，对空气、有机溶剂稳定，且孔隙可调。它们可以通过改变构造分子 的官能团和链长以及不同的合成方法来调节有机多孔聚合物的孔径和比表 面积大小。

通过Suzuki交叉偶联反应来构建有机多孔聚合物是一种常用的手段， 传统的构造基元是芳基溴和芳基硼酸或硼酸酯，得到的聚合物为芳基与芳 基相连的空间网络结构。此类有机多孔聚合物被人们大量研究，而很少有 人利用乙烯基溴与芳基硼酸或硼酸酯的Suzuki交叉偶联反应来构建有机多 孔聚合物，这一方法可以构建一类结构新颖的有机多孔聚合物，此类聚合 物同样具有大比表面积、高化学稳定性、低骨架密度等特性，及气体存储、 吸附、分离和非均相催化等方面的潜在应用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种有机多孔聚 合物材料及其制备方法，合成的有机多孔聚合物材料具有一定的BET比表 面积，且热稳定性高，可用于气体存储、分子分离、非均相催化等方面。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种有机多孔聚合 物材料，其特征在于，结构式为：

其中，n为正整数，Ar为芳香基团。

优选地，Ar为

按照本发明的另一方面，提供了一种有机多孔聚合物材料的制备方法， 其特征在于，以9,10-双(二溴代亚甲基)-9,10-二氢化蒽单体和芳基双频哪醇 硼酸酯单体为原料，以四(三苯基膦)钯为催化剂，采用Suzuki交叉偶联 反应得到所述有机多孔聚合物材料。

优选地，Suzuki交叉偶联反应的温度为90～120℃。

优选地，Suzuki交叉偶联反应的反应时间为48～120小时。

优选地，9,10-双(二溴代亚甲基)-9,10-二氢化蒽单体、芳基双频哪醇硼 酸酯单体和四(三苯基膦)钯的摩尔比为1:2:0.02～0.05。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有 以下有益效果：本发明涉及合成的新型有机多孔聚合物是基于四芳基乙烯 单元的，其具有合成简单，结构新颖，高热稳定性，高BET比表面积及孔 隙可调等特性。发明的有机多孔聚合物能通过改变含芳基单体的结构尺寸 来实现对其比表面积和孔隙调节。本发明能极大地丰富有机多孔聚合物材 料的种类，并在气体存储、吸附、分离和非均相催化等方面具有潜在应用 价值。

附图说明

图1是本发明实施例的9,10-双(二溴代亚甲基)-9,10-二氢化蒽单体的合 成路线示意图；

图2(a)是本发明实施例的1,4-双苯硼酸频哪醇酯单体的合成路线示 意图；

图2(b)是本发明实施例的4,4’-联苯双硼酸频哪醇酯单体的合成路 线示意图；

图3(a)是本发明实施例的聚合物P1的合成路线示意图；

图3(b)是本发明实施例的聚合物P2的合成路线示意图；

图4是本发明实施例制得的聚合物的氮气等温吸脱附曲线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图 及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的 本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可 以相互组合。

本发明的有机多孔聚合物材料为基于9,10-双(二溴代亚甲基)-9,10-二氢 化蒽单体与连接基团芳基双硼酸酯单体交叉偶联形成的具有空间网状结构 的聚合物。其偶联方式为同一乙烯基碳通过芳基连接另一单元的乙烯基碳， 该聚合物结构式为：

其中，n为正整数，Ar可以为各种芳香基团，具体地，Ar为