[发明专利]一种具有高稳定性和柔韧性的多孔聚合物及其应用

说明书

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种具有稳定性和柔韧性的多孔聚合物，所述多孔聚合物为极性基团功能化多孔有机聚合物，且以乙烯基功能化单体为聚合单体，以AIBN为自由基引发剂，THF为溶剂经自由基聚合的方法制备而成。本发明解决了现有多孔固体吸附材料在酸性气体吸附领域的缺陷，以乙烯基功能化单体为自聚单体，制备极性基团功能化多孔有机聚合物，具有高比表面积、大孔容、分级孔隙率和优异的高稳定性。

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种具有稳定性和柔韧性的多孔聚合物及其应用。

背景技术

SO₂和H₂S作为一类主要的酸性废气，由于其剧毒、腐蚀性强，造成了许多严重的环境问题和人类健康问题。SO₂主要从化石燃料燃烧产生的烟气中释放，而H₂S主要存在于天然气或沼气中。迄今为止，许多技术已经被开发并应用于工业脱硫过程。例如，传统的石灰石吸收法用于吸收SO₂，传统的克罗斯法用于消除H₂S。此外，采用叔胺水溶液的典型湿法洗涤技术也可用于捕获包括SO₂和H₂S等常见的酸性废气。然而，克劳斯法中不可逆、高能耗的吸收过程以及相对低的转化效率，使这些方法既不环保又不经济。在这种情况下，仍然需要开发消除酸性废气的新方法。

最近，具有良好的可回收性和稳定性的干吸附材料用于在环境条件下以高消除能力和选择性捕获SO₂和H₂S被认为是一种有效的方法。迄今为止，尽管有许多固体吸附剂，如沸石、多孔碳材料、金属氧化物、金属-有机框架(MOFs)、共价有机框架(COFs)用于SO₂或H₂S的消除，但缺点包括稳定性、可逆性差以及容量和选择性低，限制了它们的进一步应用。例如，等报道了一种铜基金属有机骨架MFM-170在298K、1bar条件下对SO₂的吸附能力，其容量达到前所未有的17.5mmol/g，这是目前环境条件下对SO₂吸附性能最好的MOFs。然而，用于吸收更具腐蚀性的H₂S气体的MOFs很少被报道，并且总是由于金属-硫键的形成而导致不可逆的框架结构变化

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种具有高稳定性和柔韧性的多孔聚合物，解决了现有多孔固体吸附材料在酸性气体吸附领域的缺陷，以乙烯基功能化单体为自聚单体，制备极性基团功能化多孔有机聚合物，具有高比表面积、大孔容、分级孔隙率和优异的高稳定性。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种具有高稳定性和柔韧性的多孔聚合物，所述多孔聚合物为极性基团功能化多孔有机聚合物，且以乙烯基功能化单体为聚合单体，以AIBN为自由基引发剂，THF为溶剂经自由基聚合的方法制备而成。

所述多孔聚合物的制备方法，包括：将乙烯基功能化单体溶解在DMF中，然后加入偶氮二异丁腈(AIBN)在室温下搅拌，然后将混合物转移到高压釜中，并在373K下保持24小时，用乙醇除去溶剂DMF，并在真空下干燥，得到固体产物。

所述乙烯基功能化单体为乙烯基功能化吡啶、乙烯基功能化联吡啶、乙烯基功能化吡嗪、乙烯基功能化嘧啶、乙烯基功能化联苯中的一种或几种。

所述乙烯基功能化单体的制备方法，包括：在氮气环境下，将溴化单体、碳酸钾和乙烯基三氟硼酸钾在含催化剂的甲苯/THF/H₂O混合液中90℃恒温反应24h，反应结束后，过滤沉淀并在真空下除去溶剂，粗产物通过柱色谱法进一步纯化，得到所需产物，且该乙烯基功能化单体为乙烯基功能化吡啶、乙烯基功能化联吡啶、乙烯基功能化吡嗪、乙烯基功能化嘧啶中的一种。