阅读说明：本技术 利用溶剂热法合成多孔功能离子聚脲材料的方法 (Method for synthesizing porous functional ion polyurea material by solvothermal method ) 是由 刘庆岭 高颖 赵国英 赵倩 于 2020-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种利用溶剂热法合成多孔功能离子聚脲材料的方法,属于多功能材料设计及制备领域。首先将尿素和氯化锌加热搅拌完全熔化成为无色透明的低共熔溶剂,再加入多胺震荡摇匀,继续升温进行反应。反应结束后,产物加去离子水浸泡、洗涤,抽滤,最后冷冻干燥得到蓝灰色产物。本发明通过溶剂热法,在绿色温和的反应条件下成功合成了多孔功能离子聚脲材料,制备出来的多孔功能离子聚脲材料具有热稳定性强、比表面积高和吸附能力好等特点,同时可作为催化剂催化CO<Sub>2</Sub>环加成碳酸丙烯酯的反应。多孔功能离子聚脲材料为聚脲材料的合成提供了新思路,也为提高CO<Sub>2</Sub>资源化利用开辟了新途径。(The invention discloses a method for synthesizing a porous functional ion polyurea material by using a solvothermal method, and belongs to the field of multifunctional material design and preparation. Firstly, heating and stirring urea and zinc chloride to completely melt the urea and the zinc chloride into a colorless and transparent eutectic solvent, then adding polyamine, shaking up the mixture by shaking, and continuing to heat up the mixture for reaction. And after the reaction is finished, adding deionized water into the product for soaking, washing, performing suction filtration, and finally performing freeze drying to obtain a blue-gray product. The porous functional ion polyurea material is successfully synthesized under green and mild reaction conditions by a solvothermal method, has the characteristics of strong thermal stability, high specific surface area, good adsorption capacity and the like, and can be used as a catalyst to catalyze CO 2 Cycloaddition reaction of propylene carbonate. The porous functional ion polyurea material is a combination of polyurea materialsProvides a new idea and also improves CO 2 The resource utilization opens up a new way.)

利用溶剂热法合成多孔功能离子聚脲材料的方法

技术领域

本发明涉及一种利用溶剂热法合成多孔功能离子聚脲材料的方法，属于多功能材料设计及制备领域。

背景技术

共价有机框架(COF)材料是有机结构单元通过可逆共价键形成的结晶多孔框架材料。COF材料的纳米级通道和空间为分子存储和释放提供了环境,而较大的比表面积有利于催化和传感应用。

低共熔溶剂(DESs)，也被称为类离子液体，合成简单、价格低廉、应用简便。通过控制低共熔溶剂的离子种类，可实现对功能材料的成核和生长的调控，进而制备出具有独特功能的材料。低共熔溶剂的引入避免了传统水热和溶剂热反应过程中的高压危害，推动了功能材料的绿色合成。

异氰酸酯原本的制备过程需要以光气为原料，并且在聚氨酯行业广泛使用的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和甲苯二异氰酸酯(TDI)均具有致癌和毒性，对人体和环境都具有较大的危害。MDI或TDI生成的聚脲，熔点高，黏度高，难以加工。基于以上原因，聚脲的绿色合成方法研究以及聚脲材料性能的提高广受关注。

发明内容

本发明为实现上述目的，采用的技术方案为:一种利用溶剂热法合成多孔功能离子聚脲材料的方法，具体步骤如下：

步骤1)按16:1-20:1的摩尔比加入尿素和氯化锌，置于加热模块上升温至80℃并搅拌，等到管内固体粉末完全熔化成为无色透明的低共熔溶剂；

步骤2)加入三(4-氨基苯基)胺，震荡摇匀，继续升温于加热模块上反应0.5-2h；

步骤3)反应结束后，放入鼓风干燥箱中继续反应3-13d；

步骤4)反应完毕将耐压管取出，产物加去离子水浸泡洗涤，抽滤，放入冷冻干燥机内进行干燥48-72h，得到蓝灰色产物，即多孔功能离子聚脲材料。

优选的，所述步骤1)中尿素与氯化锌的优选摩尔比为16:1。

优选的，所述步骤2)中优选反应时间为1.5h。

优选的，所述步骤3)中优选反应时间为7d。

优选的，所述步骤4)中优选干燥时间为72h。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过溶剂热法，在绿色温和的反应条件下成功合成了多孔功能离子聚脲材料，制备出来的多孔功能离子聚脲材料具有热稳定性强、比表面积高和吸附能力好等特点，同时可作为催化剂催化CO₂环加成碳酸丙烯酯的反应。多孔功能离子聚脲材料为聚脲材料的合成提供了新思路，也为提高CO₂资源化利用开辟了新途径。

附图说明

图1是本发明实施例1-4得到的不同反应时间下尿素：氯化锌＝16:1比例产物的红外图

图2是本发明实施例1-4得到的不同反应时间下尿素：氯化锌＝16:1比例产物的N₂物理吸附-脱附等温曲线图。

图3是本发明实施例5-9得到的不同反应时间下尿素：氯化锌＝20:1比例产物的红外图

图4是本发明实施例5-9得到的不同反应时间下尿素：氯化锌＝20:1比例产物的N₂物理吸附-脱附等温曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。

本发明为一种用溶剂热法合成多孔功能离子聚脲材料的方法，具体步骤如下：

步骤1)先向35ml耐压管中放入磁子，再按16:1-20:1的摩尔比加入尿素和氯化锌，置于加热模块上升温至80℃并搅拌，等到管内固体粉末完全熔化成为无色透明的低共熔溶剂；

步骤2)再向耐压管中加入三(4-氨基苯基)胺，盖上盖子震荡摇匀，继续升温至144℃于加热模块上反应0.5-2h；

步骤3)反应结束后，放入鼓风干燥箱中继续反应3-13d；

步骤4)反应完毕将耐压管取出，产物加去离子水浸泡洗涤，抽滤，放入冷冻干燥机内进行干燥48-72h，得到蓝灰色产物，即多孔功能离子聚脲材料。

实施例1：一种用溶剂热法合成多孔功能离子聚脲材料的方法，步骤如下：

步骤一：先向35ml耐压管中放入磁子，再按摩尔比为16:1加入尿素和氯化锌，置于加热模块上升温至80℃并搅拌，等到管内固体粉末完全熔化成为无色透明的低共熔溶剂；

步骤二：再向耐压管中加入三(4-氨基苯基)胺，盖上盖子震荡摇匀，继续升温至144℃于加热模块上反应1.5h；

步骤三：反应结束后，放入鼓风干燥箱中144℃继续反应7d。

步骤四：反应完毕将耐压管取出，产物加去离子水浸泡洗涤，抽滤，放入冷冻干燥机内进行干燥72h，得到蓝灰色产物，即多孔功能离子聚脲材料。

本实施例1合成得到的多孔功能离子聚脲材料的红外图像如图1所示，证明成功合成了多孔功能离子聚脲材料。

实施例2：合成的基本步骤与实施例一相同，不同的是：步骤三中，放入鼓风干燥箱中144℃继续反应3d。最终得到了多孔功能离子聚脲材料。

实施例3：合成的基本步骤与实施例一相同，不同的是：步骤三中，放入鼓风干燥箱中144℃继续反应5d。最终得到了多孔功能离子聚脲材料。

实施例4：合成的基本步骤与实施例一相同，不同的是：步骤三中，放入鼓风干燥箱中144℃继续反应9d。最终得到了多孔功能离子聚脲材料。

实施例5：合成的基本步骤与实施例一相同，不同的是：步骤一中，按摩尔比为20:1加入尿素和氯化锌；步骤三中，放入鼓风干燥箱中144℃继续反应5d。最终得到了多孔功能离子聚脲材料。

实施例6：合成的基本步骤与实施例一相同，不同的是：步骤一中，按摩尔比为20:1加入尿素和氯化锌。最终得到了多孔功能离子聚脲材料。

实施例7：合成的基本步骤与实施例一相同，不同的是：步骤一中，按摩尔比为20:1加入尿素和氯化锌；步骤三中，放入鼓风干燥箱中144℃继续反应9d。最终得到了多孔功能离子聚脲材料。

实施例8：合成的基本步骤与实施例一相同，不同的是：步骤一中，按摩尔比为20:1加入尿素和氯化锌；步骤三中，放入鼓风干燥箱中144℃继续反应11d。最终得到了多孔功能离子聚脲材料。

实施例9：合成的基本步骤与实施例一相同，不同的是：步骤一中，按摩尔比为20:1加入尿素和氯化锌；步骤三中，放入鼓风干燥箱中144℃继续反应13d。最终得到了多孔功能离子聚脲材料。

尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。