CN106892937A - 一种基于苄基的有机钛杂化材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于苄基的有机钛杂化材料及其制备方法，涉及烷基钛的制备方法，属于化工领域，具有以下化学组成：C6H5CH2-Ti(OH)3-m(TiO)m，即：C6H5CH2-TiO2。本发明产品采用钛酸异丙酯作为无机钛试剂，与苄基氯和金属镁形成的格氏试剂发生反应，将所得的有机钛前驱体抽滤、旋蒸、干燥后，利用水解共缩合结合水热处理技术，经洗涤、抽滤、干燥得到白色粉末状的基于苄基的有机钛杂化材料。本发明的有机钛杂化材料C6H5CH2-TiO2原料易得、操作简便、制备工艺简单，具有重要的学术意义和潜在的商业价值。
Description
技术领域
本发明属于化工领域，涉及一种基于苄基的有机钛杂化材料及其制备方法。
背景技术
无机二氧化钛（TiO2）具有无毒、价廉、无污染、催化活性高、耐腐蚀性强等一系列优点，成为最具应用前景的催化剂之一。因而在光电转换、光化学合成以及光催化氧化环境污染物等方面具有广阔的应用前景。但由于传统的TiO2粒子尺寸较大，比表面积较小，孔道尺寸不宜调控使得各类大分子反应物无法与内部钛活性中心充分接触，催化反应无法顺利进行。同时TiO2载体表面有大量羟基致使它们的亲水性较强，所以在催化反应过程中也存在着活性中心钛不稳定并且容易造成结构的局部塌陷，因此，无机结构TiO2循环使用受到限制。
研究发现，在材料孔壁内部嵌入或孔道表面引入有机基团后，可以改善孔道界面的亲/疏水性，有利于提高材料的水热稳定性，甚至通过改变有机基团的种类和引入量进行其界面性质的调控。
所以，改变传统钛源前驱体，选择或合成新型烷基有机钛，进一步开发新型的功能化有机钛材料就显得越来越重要。
发明内容
本发明的要解决的技术问题是，提供一种简单可行、反应条件可控的基于苄基的有机钛杂化材料的合成方法。
本发明产品采用钛酸异丙酯作为无机钛试剂，与苄基氯和金属镁形成的格氏试剂发生反应，将所得的有机钛前驱体抽滤、旋蒸、干燥后，利用水解共缩合结合水热处理技术，经洗涤、抽滤、干燥得到白色粉末状的基于苄基的有机钛杂化材料。
本发明苄基的有机钛杂化材料具有以下化学组成C6H5CH2-Ti(OH)3-m(TiO)m，即：C6H5CH2-TiO2。
一种基于苄基的有机钛杂化材料及其制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）称取0.6 g镁屑，用1％盐酸去除氧化膜，乙醚冲洗，60℃快速干燥；
（2）取0.5 g去除氧化膜的镁屑、5 mL
THF、0.867 mL
C6H5CH2Cl，加入到装有磁子、回流装置、恒压滴液漏斗的50 mL两口烧瓶；取5 mL
THF、1.50 mL
C6H5CH2Cl加入到恒压滴液漏斗中；密闭装置，抽真空，置换氮气；
（3）加热引发反应后，开始滴加C6H5CH2Cl
/THF混合液，保持滴加速度与回流相同；滴加完成后，保持油浴温度50℃，反应1 h；
（4）反应结束后，转移格氏试剂至恒压滴液漏斗；将未反应的镁屑洗涤、干燥，称量得0.1469 g；
（5）量取3.80 mL
Ti(OCH(CH3)2)4、10 mL THF ,加入到装有磁子、以及含有新制格氏试剂的恒压滴液漏斗的100 mL两口烧瓶；密闭装置，抽真空，置换氮气；在冰水浴低温条件下，缓慢滴加格氏试剂C6H5CH2MgCl，滴加完成后，0℃继续反应9 h；
（6）将所得产物抽滤,收集滤液,旋蒸后得到黄色粘稠液体；
（7）将黄色粘稠液体溶解于盛有蒸馏水的小烧杯，在40℃条件下加热搅拌水解0.5 h后，将小烧杯的溶液倒入100 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中，120℃条件下水热反应24 h；
（8）待反应釜冷却后，抽滤分离反应釜中的混合液，保留固体；将所得固体，于80℃干燥8 h，得到白色粉末状固体杂化材料，最终产物用C6H5CH2-TiO2表示。
红外表征：图1为无机二氧化钛TiO2及苄基有机钛C6H5CH2-TiO2的红外光谱图。与无机TiO2相比，苄基有机钛杂化材料C6H5CH2-TiO2的红外光谱中出现饱和C-H键的伸缩振动峰（2853和2921 cm-1）及C-H键弯曲振动峰（1401 cm-1）、不饱和C-H键的伸缩振动峰（3026 cm-1）以及苯环的C=C骨架振动峰（1449 cm-1 、1496 cm-1 、1600 cm-1），苯环的C-H键面外弯曲振动峰（751 cm-1、700 cm-1）。
证明了成功制备基于苄基的有机钛杂化材料C6H5CH2-TiO2。
具体实施方式：
（1）称取0.6 g镁屑，用1％盐酸去除氧化膜，乙醚冲洗，60℃快速干燥；
（2）取0.5 g去除氧化膜的镁屑、5 mL
THF、0.867 mL
C6H5CH2Cl，加入到装有磁子、回流装置、恒压滴液漏斗的50 mL两口烧瓶；取5 mL
THF、1.50 mL
C6H5CH2Cl加入到恒压滴液漏斗中；密闭装置，抽真空，置换氮气；
（3）加热引发反应后，开始滴加C6H5CH2Cl/THF混合液，保持滴加速度与回流相同；滴加完成后，保持油浴温度50℃，反应1 h；
（4）反应结束后，转移格氏试剂至恒压滴液漏斗；将未反应的镁屑洗涤、干燥，称量得0.1469 g；
（5）量取3.80 mL
Ti(OCH(CH3)2)4、10 mL THF，加入到装有磁子、以及含有新制格氏试剂的恒压滴液漏斗的100 mL两口烧瓶；密闭装置，抽真空，置换氮气；在冰水浴低温条件下，缓慢滴加格氏试剂C6H5CH2MgCl，滴加完成后，0℃继续反应9 h；
（6）将所得产物抽滤,收集滤液,旋蒸后得到黄色粘稠液体；
（7）将黄色粘稠液体溶解于盛有蒸馏水的小烧杯，在40℃条件下加热搅拌水解0.5 h后，将小烧杯的溶液倒入100 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中，120℃条件下水热反应24 h；
（8）待反应釜冷却后，抽滤分离反应釜中的混合液，保留固体；将所得固体，于80℃干燥8 h，得到白色粉末状固体杂化材料，最终产物用C6H5CH2-TiO2表示。
Claims (2)
1.一种基于苄基的有机钛杂化材料及其制备方法，其特征在于，具有以下化学组成：C6H5CH2-Ti(OH)3-m(TiO)m，即：C6H5CH2-TiO2。
2.一种基于苄基的有机钛杂化材料及其制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）称取0.6 g镁屑，用1％盐酸去除氧化膜，乙醚冲洗，60℃快速干燥；
（2）取0.5 g去除氧化膜的镁屑、5 mL
THF、0.867 mL C6H5CH2Cl，加入到装有磁子、回流装置、恒压滴液漏斗的50 mL两口烧瓶；取5 mL THF、1.50 mL C6H5CH2Cl加入到恒压滴液漏斗中；密闭装置，抽真空，置换氮气；
（3）加热引发反应后，开始滴加C6H5CH2Cl
/THF混合液，保持滴加速度与回流相同；滴加完成后，保持油浴温度50℃，反应1 h；
（4）反应结束后，转移格氏试剂至恒压滴液漏斗；将未反应的镁屑洗涤、干燥，称量得0.1469 g；
（5）量取3.80 mL
Ti(OCH(CH3)2)4、10 mL THF，加入到装有磁子、以及含有新制格氏试剂的恒压滴液漏斗的100 mL两口烧瓶；密闭装置，抽真空，置换氮气；在冰水浴低温条件下，缓慢滴加格氏试剂C6H5CH2MgCl，滴加完成后；0℃继续反应9 h；
（6）将所得产物抽滤,收集滤液,旋蒸后得到黄色粘稠液体；
（7）将黄色粘稠液体溶解于盛有蒸馏水的小烧杯，在40℃条件下加热搅拌水解0.5 h后，将小烧杯的溶液倒入100 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中，120℃条件下水热反应24 h；
（8）待反应釜冷却后，抽滤分离反应釜中的混合液，保留固体；将所得固体，于80℃干燥8 h，得到白色粉末状固体杂化材料，最终产物用C6H5CH2-TiO2表示。
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| JP2011137109A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Canon Inc | ポリシロキサン含有膜形成用の組成物及び帯電部材 |
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