陶瓷表面生长微孔聚合物snw薄膜的方法
陶瓷表面生长微孔聚合物snw薄膜的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于席夫碱反应在a -Al2O3陶瓷表面生长微孔聚合物SNW薄膜的 方法。
【背景技术】
[0002] 微孔聚合物是近些年发展起来的一类新型有机多孔材料，与传统的沸石分子筛、 活性炭等无机多孔材料不同，微孔聚合物是由富含苯环或芳杂环的刚性有机分子通过基团 键和反应连接形成的网络框架结构。这类材料具有较好的热/化学稳定性、高比表面积、 低密度，在气体存储与分离、化学反应催化、光电转换等领域有潜在的应用前景(参考文献 I. J. R.Holst and Α.Ι. Cooper, Adv. Mater. ,2010, 22, 5212·)。与无机多孔材料相比，微孔 聚合物的孔径与比表面积更容易实现人为调控，结构与功能的设计也更灵活，因此这一领 域目前已经成为多孔材料研究的前沿和热点。
[0003] 但是，微孔聚合物框架中的功能性基团数量通常较少，限制了催化性能和气体吸 附性能的发挥。此外，此前报道的微孔聚合物大多以粉体形式存在，难溶于水或有机溶剂， 给材料的后加工带来困难，不利于进一步制造功能器件。如果可以将富含功能基团的微孔 聚合物以薄膜形式直接沉积生长在基材表面，则可以一石二鸟地解决上述两个问题。
[0004] 基于席夫碱反应的微孔聚合物SNW是Thomas等人在2009年报道合成的富含氮元 素的有机多孔材料，含氮量高达40wt%。如此高的含氮量是因为在合成过程中使用了三聚氰 胺为原料，氮原子的引入可以大幅促进SNW的气体吸附性能和催化剂负载能力。不仅如此， SNW在酸性或碱性环境中都可以稳定存在，比表面积也高达1300m2. g'是一种理想的有机 多孔材料。SNW的结构如式1所示(参考文献2.M.G.Schwab，B.Fassbender，H.W.Spiess，A· Thomas, X. L. Feng.，K. Mullen, J. Am. Chem. Soc.，2009, 131，7216.)，三聚氰胺的氨基与对苯 二醛的醛基之间通过席夫碱反应脱水缩合实现键和，按照这一连接方式延伸下去就形成了 网络结构。
[0005] Ci-Al2O3是一种廉价易得的陶瓷基材，强度高、比表面积大、耐热性好，广泛用于气 体分离、纯化、反应催化等领域。如果可以将SNW以薄膜形式直接生长到Ci-Al 2O3基材表 面，则既能方便材料的后续加工，又可以提高器件的气体吸附性能和催化性能，达到强-强 联合的效果。
[0006] i
[0007] 式I :文献中报道的SNW的化学结构2
【发明内容】
[0008] 为了达到加工方便、成本降低、性能复合增强等目标，我们首次将基于席夫碱反应 的微孔聚合物SNW薄膜原位生长到多孔a -Al2O3陶瓷表面。
[0009] 为实现本发明目的，其采用具体技术方案为：
[0010] 一种基于席夫碱反应在a -Al2O3陶瓷表面生长微孔聚合物SNW薄膜的方法。所述 的a -Al2O3，需要事先对a -Al2O3表面进行化学修饰改性，方法如式2所示。用3-氨丙基 三乙氧基硅烷对Q-Al2O3陶瓷表面进行化学接枝改性，硅乙氧基与Ci-Al2O 3表面的羟基通 过缩合脱醇实现键和。改性后的基材表面带有氨基，可以与SNW合成所需的对苯二醛发生 反应，使SNW薄膜原位接枝生长在a -Al2O3陶瓷表面。
[0011]
[0012] 式2 :对a -Al2O3表面进行化学修饰改性
[0013] 所述的3-氨丙基三乙氧基硅烷也可以被其它具有类似结构的分子替代，其共同 特征为：同时含有氨基-NH2和硅烷氧基-Si (OR)的分子（其中R为甲基或乙基）。
[0014] 所述的化学修饰改性条件为：温度0~KKTC，时间1~24h，改性后的a -Al2O3 基材经乙醇洗涤、真空干燥后可用于后续反应。改性过程中反应物在溶剂中的质量浓度为： 3_氣丙基二乙氧基硅烷：〇· l_lwt%; a-Al2O3基材：l_10wt%。
[0015] 所述的微孔聚合物SNW，其特征为：将所述的化学修饰改性过的a -Al2O3与三聚氰 胺、对苯二甲醛混合，以二甲基亚砜为溶剂，通氩气保护后，经高温反应在a-Al 2O3表面原 位生长SNW薄膜，方法如式3所示。生成SNW薄膜过程中反应物在溶剂中的质量浓度为：三 聚氰胺：〇· 5-5wt%;对苯二甲醛：0· 5-5wt%;表面改性过的a -Al2O3基材：l-10wt%。其中， 三聚氰胺与对苯二甲醛的摩尔投料比锁定为2 :3。
[0016]
[0017] 式3 :江以狂以口u -Λι2υ3仏叫你-丨兄土
lx。則得狀
[0018] 所述的对苯二甲醛也可以被其它具有类似结构的分子替代，其共同特征为：同时 含有苯环和两个以上醛基的分子。
[0019] 所述的高温反应条件为：时间48-120h，温度150-180°C。
[0020] 具体步骤如下：
[0021] 第一步：a -Al2O3基材的表面改性方法：
[0022] 将a -Al2O3基材浸泡在盐酸溶液中5h。洗涤干燥后，将基材与3-氨丙基三乙氧 基硅烷、甲苯混合，氩气保护下于KKTC反应3h，此时基材表面接枝了氨基基团，乙醇洗涤 几次后真空室温干燥备用。
[0023] 第二步：利用高温反应在a -Al2O3基材表面生长SNW薄膜：
[0024] 将改性过的a -Al2O3与三聚氰胺、对苯二甲醛装入反应器，以二甲基亚砜为溶剂， 氩气保护下，加热到180°C，回流反应72h。产物用无水丙酮洗涤几次后70°C下真空干燥 24h，得到表面生长有SNW薄膜的a -Al2O315
[0025] 本发明所述的基于席夫碱反应在a -Al2O3陶瓷表面生长微孔聚合物SNW薄膜的方 法的有益效果主要体现在以下三个方面：
[0026] 1)选用的基材为廉价易得的a -Al2O3陶瓷，降低了生产成本；
[0027] 2)改性过程和后续合成过程简单方便，微孔聚合物SNW薄膜可以均匀地接枝生长 在基材表面。
[0028] 3)克服了微孔聚合物难以加工的障碍，同时高含氮量的微孔聚合物SNW薄膜与多 孔a -Al2O3陶瓷基材的强-强联合将更有利于提高复合器件的气体吸附、催化等性能；
[ 0029] 综上，本发明所述的一种基于席夫碱反应在Ci-Al2O3陶瓷表面生长微孔聚合物 SNW薄膜的方法，简单易行、价格低廉、方便后续的器件加工、薄膜生长均匀、可以达到性能 复合增强的效果。
【附图说明】
[0030] 图I. SNW薄膜在a -Al2O3基材表面的形貌：(a)俯视图；(b)侧面图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合具体实施例对本发明进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
[0032] 实施例1
[0033] 第一步：a -Al2O3基材的表面改性方法：
[0034] 将质量为Ig的a -Al2O3基材（普通的商业化陶瓷管即可）浸泡在50mL盐酸溶液 中（1.0mol/L)5h。洗漆干燥后，将基材与3-氨丙基三乙氧基硅烷（98mg)、甲苯（20mL)混 合，氩气保护下于l〇〇°C反应3h，此时基材表面接枝了氨基基团。乙醇洗涤3次后真空室温 干燥24h待用。
[0035] 第二步：利用高温反应在a -Al2O3基材表面生长SNW薄膜：
[0036] 将改性过的a -Al2O3与三聚氰胺（310mg)、对苯二甲醛（500mg)装入反应器（50mL 三颈瓶），以二甲基亚砜为溶剂（20mL)，氩气保护下，加热到180°C，回流反应72h。产物用 无水丙酮洗涤3次后70°C下真空干燥24h，得到表面生长有SNW薄膜的a -Al2O315
[0037] 如图1所示：我们用扫描电镜观察了 SNW薄膜在a -Al2O3基材表面的形貌，得到的 是厚度为〇. 8微米左右的均匀颗粒状薄膜。
[0038] 实施例2-4
[0039] a -Al2O3基材的表面改性剂3-氨丙基三乙氧基硅烷也可以被其它具有类似结构 的分子替代，按照表1所述，其它反应条件，同实施例1中的a -Al2O3基材的表面改性方法。
[0040] 表 1
[0042] 实施例5-7
[0043] 利用高温反应在a -Al2O3基材表面生长SNW薄膜时，对苯二甲醛也可以被其它具 有类似结构的分子替代，按照表2所述，其它反应条件，同实施例1中的合成方法。
[0044] 表 2
[0046] 实施例 8-10
[0047] 按表3利用高温反应在a -Al2O3基材表面生长SNW薄膜，其他操作同实施例1。
[0048] 表 3
[0050] 本发明选用的基材为廉价易得的a -Al2O3陶瓷，降低了生产成本；改性过程和 后续合成过程简单方便，微孔聚合物薄膜可以均匀地接枝生长在基材表面；克服了微孔聚 合物难以加工的障碍，同时高含氮量的微孔聚合物SNW薄膜与多孔a -Al2O3陶瓷基材的 强-强联合将更有利于提高复合器件的气体吸附、催化等性能。
【主权项】
1. 在a-Al2O3陶瓷表面生长微孔聚合物SNW薄膜的方法，是一种基于席夫碱反应在 a-Al2O3陶瓷表面生长微孔聚合物SNW薄膜的方法，其特征在于： 1) 首先对a-Al2O3表面进行化学修饰改性，使改性后的基材表面有氨基存在； 2) 经高温反应在a-Al2O3基材表面原位生长SNW薄膜。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于： 对a-Al2O3表面进行化学修饰改性，用同时含有氨基-NH2和硅烷氧基-Si(OR)的分子 对a-Al2O3陶瓷表面进行化学接枝改性；改性后的基材表面有氨基基团存在，可以与SNW合 成所需的含有醛基的原料反应，使SNW薄膜原位接枝生长在a-Al2O3陶瓷表面。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述同时含有氨基-NH2和硅烷氧基-Si(OR) 的分子为：3-氨丙基二乙氧基硅烷、3-氨丙基二甲氧基硅烷、N-0 -氨乙基-Y-氨丙基甲 基二甲氧基硅烷、N-P-(氨乙基）-Y氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或二种以上。4. 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述的化学修饰改性条件为：温度0~ KKTC，时间1~24h，溶剂为甲苯，改性后的a-Al2O3基材经乙醇洗涤、真空干燥后可用于 后续反应； 改性过程中反应物在溶剂中的质量浓度为：同时含有氨基-NH2和硅烷氧基-Si(OR)的 分子：0? a-Al2O3 基材：l_10wt%。5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：将所述的化学修饰改性过的a-Al2O3与三 聚氰胺、同时含有苯环和两个以上醛基的分子混合，以二甲基亚砜为溶剂，通氩气保护后， 经高温反应在a-Al2O3表面原位生长SNW薄膜； 其中，三聚氰胺的氨基与同时含有苯环和两个以上醛基的分子中的醛基之间通过席夫 碱反应脱水缩合实现键和，按照这一连接方式延伸生长得到所述的微孔聚合物SNW薄膜。6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述同时含有苯环和两个以上醛基的分子 为：对苯二甲醛、4,4' -联苯二甲醛、间苯二甲醛、1，3, 5-三（4-醛苯基）苯中的一种或二 种以上。7. 如权利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述的高温反应条件为：氩气保护下， 反应温度150-180°C，回流反应时间为48-120h; 生成SNW薄膜过程中反应物在溶剂中的质量浓度为：三聚氰胺：0. 5-5wt%;同时含有苯 环和两个以上醛基的分子：0. 5_5wt%;表面改性过的a-Al2O3基材：l-10wt% ;其中，三聚氰 胺与同时含有苯环和两个以上醛基的分子的摩尔投料比为2 :3。
【专利摘要】本发明公开了一种基于席夫碱反应在α-Al2O3陶瓷表面生长微孔聚合物SNW薄膜的方法。首先需要用3-氨丙基三乙氧基硅烷对α-Al2O3表面进行化学接枝改性，之后将其与三聚氰胺、对苯二甲醛混合，以二甲基亚砜为溶剂，通氩气保护，经高温反应在α-Al2O3基材表面原位生长SNW薄膜。选用的α-Al2O3陶瓷基材廉价易得；改性过程和后续合成过程简单方便，薄膜生长均匀；克服了微孔聚合物难以加工的障碍，同时高含氮量的SNW薄膜与多孔α-Al2O3陶瓷基材的强-强联合将更有利于提高复合器件的气体吸附、催化等性能。
【IPC分类】C08G12/32, C08G12/40
【公开号】CN104892879
【申请号】CN201410076575
【发明人】高艳安, 鲁辉, 冷文光, 郝丹丹, 张晋娜
【申请人】中国科学院大连化学物理研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月4日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于席夫碱反应在a -Al2O3陶瓷表面生长微孔聚合物SNW薄膜的 方法。
【背景技术】
[0002] 微孔聚合物是近些年发展起来的一类新型有机多孔材料，与传统的沸石分子筛、 活性炭等无机多孔材料不同，微孔聚合物是由富含苯环或芳杂环的刚性有机分子通过基团 键和反应连接形成的网络框架结构。这类材料具有较好的热/化学稳定性、高比表面积、 低密度，在气体存储与分离、化学反应催化、光电转换等领域有潜在的应用前景(参考文献 I. J. R.Holst and Α.Ι. Cooper, Adv. Mater. ,2010, 22, 5212·)。与无机多孔材料相比，微孔 聚合物的孔径与比表面积更容易实现人为调控，结构与功能的设计也更灵活，因此这一领 域目前已经成为多孔材料研究的前沿和热点。
[0003] 但是，微孔聚合物框架中的功能性基团数量通常较少，限制了催化性能和气体吸 附性能的发挥。此外，此前报道的微孔聚合物大多以粉体形式存在，难溶于水或有机溶剂， 给材料的后加工带来困难，不利于进一步制造功能器件。如果可以将富含功能基团的微孔 聚合物以薄膜形式直接沉积生长在基材表面，则可以一石二鸟地解决上述两个问题。
[0004] 基于席夫碱反应的微孔聚合物SNW是Thomas等人在2009年报道合成的富含氮元 素的有机多孔材料，含氮量高达40wt%。如此高的含氮量是因为在合成过程中使用了三聚氰 胺为原料，氮原子的引入可以大幅促进SNW的气体吸附性能和催化剂负载能力。不仅如此， SNW在酸性或碱性环境中都可以稳定存在，比表面积也高达1300m2. g'是一种理想的有机 多孔材料。SNW的结构如式1所示(参考文献2.M.G.Schwab，B.Fassbender，H.W.Spiess，A· Thomas, X. L. Feng.，K. Mullen, J. Am. Chem. Soc.，2009, 131，7216.)，三聚氰胺的氨基与对苯 二醛的醛基之间通过席夫碱反应脱水缩合实现键和，按照这一连接方式延伸下去就形成了 网络结构。
[0005] Ci-Al2O3是一种廉价易得的陶瓷基材，强度高、比表面积大、耐热性好，广泛用于气 体分离、纯化、反应催化等领域。如果可以将SNW以薄膜形式直接生长到Ci-Al 2O3基材表 面，则既能方便材料的后续加工，又可以提高器件的气体吸附性能和催化性能，达到强-强 联合的效果。
[0006] i
[0007] 式I :文献中报道的SNW的化学结构2
【发明内容】
[0008] 为了达到加工方便、成本降低、性能复合增强等目标，我们首次将基于席夫碱反应 的微孔聚合物SNW薄膜原位生长到多孔a -Al2O3陶瓷表面。
[0009] 为实现本发明目的，其采用具体技术方案为：
[0010] 一种基于席夫碱反应在a -Al2O3陶瓷表面生长微孔聚合物SNW薄膜的方法。所述 的a -Al2O3，需要事先对a -Al2O3表面进行化学修饰改性，方法如式2所示。用3-氨丙基 三乙氧基硅烷对Q-Al2O3陶瓷表面进行化学接枝改性，硅乙氧基与Ci-Al2O 3表面的羟基通 过缩合脱醇实现键和。改性后的基材表面带有氨基，可以与SNW合成所需的对苯二醛发生 反应，使SNW薄膜原位接枝生长在a -Al2O3陶瓷表面。
[0011]
[0012] 式2 :对a -Al2O3表面进行化学修饰改性
[0013] 所述的3-氨丙基三乙氧基硅烷也可以被其它具有类似结构的分子替代，其共同 特征为：同时含有氨基-NH2和硅烷氧基-Si (OR)的分子（其中R为甲基或乙基）。
[0014] 所述的化学修饰改性条件为：温度0~KKTC，时间1~24h，改性后的a -Al2O3 基材经乙醇洗涤、真空干燥后可用于后续反应。改性过程中反应物在溶剂中的质量浓度为： 3_氣丙基二乙氧基硅烷：〇· l_lwt%; a-Al2O3基材：l_10wt%。
[0015] 所述的微孔聚合物SNW，其特征为：将所述的化学修饰改性过的a -Al2O3与三聚氰 胺、对苯二甲醛混合，以二甲基亚砜为溶剂，通氩气保护后，经高温反应在a-Al 2O3表面原 位生长SNW薄膜，方法如式3所示。生成SNW薄膜过程中反应物在溶剂中的质量浓度为：三 聚氰胺：〇· 5-5wt%;对苯二甲醛：0· 5-5wt%;表面改性过的a -Al2O3基材：l-10wt%。其中， 三聚氰胺与对苯二甲醛的摩尔投料比锁定为2 :3。
[0016]
[0017] 式3 :江以狂以口u -Λι2υ3仏叫你-丨兄土
lx。則得狀
[0018] 所述的对苯二甲醛也可以被其它具有类似结构的分子替代，其共同特征为：同时 含有苯环和两个以上醛基的分子。
[0019] 所述的高温反应条件为：时间48-120h，温度150-180°C。
[0020] 具体步骤如下：
[0021] 第一步：a -Al2O3基材的表面改性方法：
[0022] 将a -Al2O3基材浸泡在盐酸溶液中5h。洗涤干燥后，将基材与3-氨丙基三乙氧 基硅烷、甲苯混合，氩气保护下于KKTC反应3h，此时基材表面接枝了氨基基团，乙醇洗涤 几次后真空室温干燥备用。
[0023] 第二步：利用高温反应在a -Al2O3基材表面生长SNW薄膜：
[0024] 将改性过的a -Al2O3与三聚氰胺、对苯二甲醛装入反应器，以二甲基亚砜为溶剂， 氩气保护下，加热到180°C，回流反应72h。产物用无水丙酮洗涤几次后70°C下真空干燥 24h，得到表面生长有SNW薄膜的a -Al2O315
[0025] 本发明所述的基于席夫碱反应在a -Al2O3陶瓷表面生长微孔聚合物SNW薄膜的方 法的有益效果主要体现在以下三个方面：
[0026] 1)选用的基材为廉价易得的a -Al2O3陶瓷，降低了生产成本；
[0027] 2)改性过程和后续合成过程简单方便，微孔聚合物SNW薄膜可以均匀地接枝生长 在基材表面。
[0028] 3)克服了微孔聚合物难以加工的障碍，同时高含氮量的微孔聚合物SNW薄膜与多 孔a -Al2O3陶瓷基材的强-强联合将更有利于提高复合器件的气体吸附、催化等性能；
[ 0029] 综上，本发明所述的一种基于席夫碱反应在Ci-Al2O3陶瓷表面生长微孔聚合物 SNW薄膜的方法，简单易行、价格低廉、方便后续的器件加工、薄膜生长均匀、可以达到性能 复合增强的效果。
【附图说明】
[0030] 图I. SNW薄膜在a -Al2O3基材表面的形貌：(a)俯视图；(b)侧面图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合具体实施例对本发明进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
[0032] 实施例1
[0033] 第一步：a -Al2O3基材的表面改性方法：
[0034] 将质量为Ig的a -Al2O3基材（普通的商业化陶瓷管即可）浸泡在50mL盐酸溶液 中（1.0mol/L)5h。洗漆干燥后，将基材与3-氨丙基三乙氧基硅烷（98mg)、甲苯（20mL)混 合，氩气保护下于l〇〇°C反应3h，此时基材表面接枝了氨基基团。乙醇洗涤3次后真空室温 干燥24h待用。
[0035] 第二步：利用高温反应在a -Al2O3基材表面生长SNW薄膜：
[0036] 将改性过的a -Al2O3与三聚氰胺（310mg)、对苯二甲醛（500mg)装入反应器（50mL 三颈瓶），以二甲基亚砜为溶剂（20mL)，氩气保护下，加热到180°C，回流反应72h。产物用 无水丙酮洗涤3次后70°C下真空干燥24h，得到表面生长有SNW薄膜的a -Al2O315
[0037] 如图1所示：我们用扫描电镜观察了 SNW薄膜在a -Al2O3基材表面的形貌，得到的 是厚度为〇. 8微米左右的均匀颗粒状薄膜。
[0038] 实施例2-4
[0039] a -Al2O3基材的表面改性剂3-氨丙基三乙氧基硅烷也可以被其它具有类似结构 的分子替代，按照表1所述，其它反应条件，同实施例1中的a -Al2O3基材的表面改性方法。
[0040] 表 1
[0042] 实施例5-7
[0043] 利用高温反应在a -Al2O3基材表面生长SNW薄膜时，对苯二甲醛也可以被其它具 有类似结构的分子替代，按照表2所述，其它反应条件，同实施例1中的合成方法。
[0044] 表 2
[0046] 实施例 8-10
[0047] 按表3利用高温反应在a -Al2O3基材表面生长SNW薄膜，其他操作同实施例1。
[0048] 表 3
[0050] 本发明选用的基材为廉价易得的a -Al2O3陶瓷，降低了生产成本；改性过程和 后续合成过程简单方便，微孔聚合物薄膜可以均匀地接枝生长在基材表面；克服了微孔聚 合物难以加工的障碍，同时高含氮量的微孔聚合物SNW薄膜与多孔a -Al2O3陶瓷基材的 强-强联合将更有利于提高复合器件的气体吸附、催化等性能。
【主权项】
1. 在a-Al2O3陶瓷表面生长微孔聚合物SNW薄膜的方法，是一种基于席夫碱反应在 a-Al2O3陶瓷表面生长微孔聚合物SNW薄膜的方法，其特征在于： 1) 首先对a-Al2O3表面进行化学修饰改性，使改性后的基材表面有氨基存在； 2) 经高温反应在a-Al2O3基材表面原位生长SNW薄膜。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于： 对a-Al2O3表面进行化学修饰改性，用同时含有氨基-NH2和硅烷氧基-Si(OR)的分子 对a-Al2O3陶瓷表面进行化学接枝改性；改性后的基材表面有氨基基团存在，可以与SNW合 成所需的含有醛基的原料反应，使SNW薄膜原位接枝生长在a-Al2O3陶瓷表面。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述同时含有氨基-NH2和硅烷氧基-Si(OR) 的分子为：3-氨丙基二乙氧基硅烷、3-氨丙基二甲氧基硅烷、N-0 -氨乙基-Y-氨丙基甲 基二甲氧基硅烷、N-P-(氨乙基）-Y氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或二种以上。4. 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述的化学修饰改性条件为：温度0~ KKTC，时间1~24h，溶剂为甲苯，改性后的a-Al2O3基材经乙醇洗涤、真空干燥后可用于 后续反应； 改性过程中反应物在溶剂中的质量浓度为：同时含有氨基-NH2和硅烷氧基-Si(OR)的 分子：0? a-Al2O3 基材：l_10wt%。5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：将所述的化学修饰改性过的a-Al2O3与三 聚氰胺、同时含有苯环和两个以上醛基的分子混合，以二甲基亚砜为溶剂，通氩气保护后， 经高温反应在a-Al2O3表面原位生长SNW薄膜； 其中，三聚氰胺的氨基与同时含有苯环和两个以上醛基的分子中的醛基之间通过席夫 碱反应脱水缩合实现键和，按照这一连接方式延伸生长得到所述的微孔聚合物SNW薄膜。6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述同时含有苯环和两个以上醛基的分子 为：对苯二甲醛、4,4' -联苯二甲醛、间苯二甲醛、1，3, 5-三（4-醛苯基）苯中的一种或二 种以上。7. 如权利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述的高温反应条件为：氩气保护下， 反应温度150-180°C，回流反应时间为48-120h; 生成SNW薄膜过程中反应物在溶剂中的质量浓度为：三聚氰胺：0. 5-5wt%;同时含有苯 环和两个以上醛基的分子：0. 5_5wt%;表面改性过的a-Al2O3基材：l-10wt% ;其中，三聚氰 胺与同时含有苯环和两个以上醛基的分子的摩尔投料比为2 :3。
【专利摘要】本发明公开了一种基于席夫碱反应在α-Al2O3陶瓷表面生长微孔聚合物SNW薄膜的方法。首先需要用3-氨丙基三乙氧基硅烷对α-Al2O3表面进行化学接枝改性，之后将其与三聚氰胺、对苯二甲醛混合，以二甲基亚砜为溶剂，通氩气保护，经高温反应在α-Al2O3基材表面原位生长SNW薄膜。选用的α-Al2O3陶瓷基材廉价易得；改性过程和后续合成过程简单方便，薄膜生长均匀；克服了微孔聚合物难以加工的障碍，同时高含氮量的SNW薄膜与多孔α-Al2O3陶瓷基材的强-强联合将更有利于提高复合器件的气体吸附、催化等性能。
【IPC分类】C08G12/32, C08G12/40
【公开号】CN104892879
【申请号】CN201410076575
【发明人】高艳安, 鲁辉, 冷文光, 郝丹丹, 张晋娜
【申请人】中国科学院大连化学物理研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月4日
最新回复(0)