[发明专利]含有吡啶二甲亚胺的介孔周期有序有机硅材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含有吡啶二甲亚胺的介孔周期有序有机硅材料及其制备方法，特点是：其将双硅烷化的吡啶二甲亚胺为前驱体，以十六烷基溴化铵为模板剂，在弱碱性条件下水解缩合职称骨架中含有吡啶二甲亚胺的介孔周期有序有机硅材料。其优点是：具有优良的热稳定性和化学稳定性，在非均相催化剂、金属吸附分离、药物缓控释等领域均有重要应用；其作为载体，可用于制备高催化活性和高回收效能的金属催化剂、高吸附能力的净水材料和高生物兼容性的药物缓控释支载材料；所用的有机配体和氨丙基硅烷价格便宜，介孔材料整体制作成本低廉。

技术领域

本发明涉及一种含有吡啶二甲亚胺的介孔周期有序有机硅材料及其制备方法。

背景技术

周期性介孔有序有机硅材料（PMOs）是研究最为广泛的一类无机~有机杂化材料。PMOs可以通过双硅烷化合物（（R₁O）₃Si~R~Si~（OR₁）₃，其中R₁=Me或Et）与或不与正硅酸乙酯（TEOS）缩合来制备，大量的有机部分可以均匀地并入这些材料的框架中。自1999年PMOs的首次报道以来，许多具有创新性的PMOs被合成并报道，这些材料中所含的各种R基团，从简单乙基、丙基、乙烯、苯到碳氢化合物、杂芳烃和金属络合物。同时，这种PMOs的应用研究已经扩展到吸附、化学分离、薄膜、生物医学等领域，特别是催化领域。目前已有的介孔有序有机硅材料，若要实现对金属的良好络合，则需引入结构较为复杂的有机配体，制备成本高昂，影响其量产应用。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种含有吡啶二甲亚胺的介孔周期有序有机硅材料及其制备方法，该材料具有良好介孔结构，且骨架中均匀分布良好有机配体吡啶二甲亚胺，可作为金属催化剂良好负载材料，或用于净水领域金属吸附材料。

为了达到上述目的，本发明的含有吡啶二甲亚胺的介孔周期有序有机硅材料的技术方案是这样实现的，其是将双硅烷化的吡啶二甲亚胺为前驱体，以十六烷基溴化铵为模板剂，在弱碱性条件下水解缩合职称骨架中含有吡啶二甲亚胺的介孔周期有序有机硅材料；所述的双硅烷化的吡啶二甲亚胺的结构式如下：

本发明的含有吡啶二甲亚胺的介孔周期有序有机硅材料的制备方法是这样实现的，包含以下步骤：

步骤一双硅烷化吡啶二甲亚胺的制备

将市售100份的吡啶二甲醛溶解于1500份的无水乙醇中，加入200份的氨丙基三乙氧基硅烷，在室温下，100-400 rpm的磁力搅拌2-8 h ，反应结束后，减压蒸干无水乙醇，得双硅烷化的吡啶二甲亚胺；

步骤二含吡啶二甲亚胺的介孔有序有机硅材料的制备

在1000-3000份的去离子水中，溶解10-50份的阳离子型季铵盐表面活性剂和2份碱，100~400 rpm磁力搅拌并升温至40-80 ^oC，得到溶剂A；将步骤一所制得的双硅烷化吡啶二甲亚胺溶解在100-500份的乙酸乙酯中，并缓慢滴加到溶液A中，滴加完毕后，保持在40-90 ^oC下反应3-16 h，停止搅拌，升温至75-85 ^oC，静置陈化23-25 h，过滤，滤渣，再用150份的去离子水和150份的无水乙醇先后冲洗2-4次，然后至于真空干燥箱中45-55^oC 干燥5-7h，得到含吡啶二甲亚胺的介孔有序有机硅材料；

步骤三模板剂的去除

将步骤二所得含吡啶二甲亚胺的介孔有序有机硅材料的固体分散于1000 份的盐酸-乙醇溶液中，回流提取6-8 h，过滤，滤渣，再用150份的去离子水和150份的无水乙醇先后冲洗2-4次，然后至于真空干燥箱中45-55^oC干燥5-7 h，得到含有吡啶二甲亚胺的介孔周期有序有机硅材料，在盐酸-乙醇溶液中，盐酸体积浓度为0.8-1.5 %。

在本技术方案中，所述的阳离子型季铵盐表面活性剂是十六烷基溴化铵、十六烷基氯化铵、十八烷基溴化铵、十八烷基氯化铵中的至少一种。