[发明专利]一种可循环使用的开环催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于聚合物合成技术领域，特别涉及一种可循环使用的开环催化剂及其制备方法和应用。该方法包括以下步骤：制备羟基化的Fe₃O₄纳米粒子；通过交联化学反应将六氯环三聚磷腈和4,4’‑二羟基二苯酚包覆在羟基化的Fe₃O₄纳米粒子表面，制备包覆Fe₃O₄纳米粒子；利用包覆Fe₃O₄纳米粒子表面残留的磷氯键与亚氨基‑三(二甲氨基)正膦反应，将可催化开环聚合的部分接到Fe₃O₄纳米粒子表面，得到最终产物Fe₃O₄@PZS@HMP₁，即可循环使用的开环催化剂。

技术领域

本发明属于聚合物合成技术领域，特别涉及一种可循环使用的开环催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

纳米四氧化三铁(Fe₃O₄)由于其独特的性质在磁流体、纳米催化、磁分离以及核磁成像等领域应用广泛。同时，由于其较大的表面积/体积比，纳米氧化铁容易聚集而丧失其独特的纳米尺寸效应。因此，对其进行表面改性使其稳定存在并发挥作用就具有重要意义。

脂肪族聚酯具有生物降解性和生物相容性等诸多优点，人工合成的脂肪族聚酯目前主要通过开环聚合(ROP)制备。催化剂在ROP中扮演重要角色，主要包括金属催化剂和有机催化剂，例如，辛酸亚锡、三异丁基铝、水杨酸、膦腈碱等等。尽管可以用于ROP的催化剂众多，催化聚合反应后仍然需要将其从聚酯中除去，增加了成本和工艺难度；同时，对于用于生物体和微电子器件的聚酯材料来说，微量的残留催化剂就有可能带来较大的危害。因此，设计一种易分离又可以重复利用的ROP催化剂就具有重要挑战。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种可循环使用的开环催化剂的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种上述制备方法制备得到的可循环使用的开环催化剂。

本发明的再一目的在于提供一种上述可循环使用的开环催化剂的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种可循环使用的开环催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备羟基化的Fe₃O₄纳米粒子；

(2)通过交联化学反应将六氯环三聚磷腈和4,4’-二羟基二苯酚包覆在羟基化的Fe₃O₄纳米粒子表面，制备包覆Fe₃O₄纳米粒子；

(3)利用包覆Fe₃O₄纳米粒子表面残留的磷氯键与亚氨基-三(二甲氨基)正膦反应，将可催化开环聚合的部分接到Fe₃O₄纳米粒子表面，得到最终产物Fe₃O₄@PZS@HMP₁，即可循环使用的开环催化剂。

上述的一种可循环使用的开环催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将三乙二醇加入到带磁子的三口烧瓶中，抽真空，充入氮气，在氮气条件下升温至回流温度，加入三乙酰丙酮铁(Fe(acac)₃)，保温反应45min；冷却至室温后，将乙酸乙酯加入到反应溶液中，离心分离；再依次用乙酸乙酯和乙醇清洗，将最终得到的羟基化的Fe₃O₄纳米粒子用乙醇或甲醇配成浓度为7mg/mL的Fe₃O₄溶液；