CN110330599B - 一种二维芳香族聚酰胺层状材料及其化学改性方法 - Google Patents

一种二维芳香族聚酰胺层状材料及其化学改性方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110330599B
CN110330599B CN201910638082.5A CN201910638082A CN110330599B CN 110330599 B CN110330599 B CN 110330599B CN 201910638082 A CN201910638082 A CN 201910638082A CN 110330599 B CN110330599 B CN 110330599B
Authority
CN
China
Prior art keywords
dimensional
polyamide
layered material
layered
aromatic polyamide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910638082.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110330599A (zh
Inventor
郑耀臣
李炯名
刘文睿
张新涛
高正国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yantai University
Original Assignee
Yantai University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yantai University filed Critical Yantai University
Priority to CN201910638082.5A priority Critical patent/CN110330599B/zh
Publication of CN110330599A publication Critical patent/CN110330599A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110330599B publication Critical patent/CN110330599B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/46Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • C08F2/48Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F283/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
    • C08F283/04Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polycarbonamides, polyesteramides or polyimides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Abstract

本发明公开了一种二维芳香族聚酰胺层状材料及其化学改性方法。本发明通过“吸附‑夺氢‑引发”的方法在合成二维聚酰胺层状材料吸附上紫外光引发剂,用紫外光引发的方法将聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚苯乙烯磺酸钠等接枝到层状聚酰胺表面,制备出二维芳香族聚酰胺层状材料。功能化改性后的二维层状聚酰胺材料化学性质稳定、亲水而又不溶于水。本发明制备的二维层状聚酰胺材料在水中分散液的透光率90%~95%,且分散液静置无分层现象,明显改善了二维层状聚酰胺材料在水中的分散性,能够广泛应用在催化剂和催化剂载体、纳米组装单元、聚合物基复合材料、化合物的分离等传统领域。

Description

一种二维芳香族聚酰胺层状材料及其化学改性方法
技术领域
本发明涉及一种芳香族聚酰胺二维层状材料及其化学改性方法,属于芳香族聚酰胺材料功能化改性的应用技术领域。
背景技术
二维层状材料由于其比表面积大、孔隙率高、催化位点多等优点被广泛地用作催化剂或催化剂载体;由于其分子结构的可设计性,二维层状材料也被用于纳米砌块和组装单元、有害化学物质或贵重金属离子吸附、复合材料的填充剂等领域。芳香族聚酰胺二维层状材料是以芳香族酸或酰氯与芳香族胺为原料制备的以芳环为骨架结构,通过酰胺键连接起来的类似沸石结构的有机孔材料(复旦大学高分子科学系徐宇曦教授在Chem.Commun.,2017,53,7481-7484发表制备方法)。芳环结构和酰胺键非常稳定,克服了以硼酸酯键连接的二维材料化学稳定性和耐热性差的缺点,同时,制备芳香族聚酰胺层状二维材料的原料来源广、合成路线短、制备效率高,因此,它成为近些年来研究比较多、发展比较快的新材料。
但是,二维共价聚合物层状材料由于其自身化学结构的化学惰性赋予了二维芳香族聚酰胺共价聚合物层状材料优异的化学稳定性和热稳定性,使得二维芳香族聚酰胺分散性差,即芳香族二维层状聚酰胺材料本质是疏水性的,因此它既不溶于水也不能在水中自发分散。尤其对于二维芳香族聚酰胺共价聚合物层状材料来说,它的分子结构中缺少可进一步发生反应的官能团,其化学惰性也造成了二维层状材料的分散性很差,限制了其应用。
发明内容
为解决上述技术问题,即芳香族聚酰胺二维层状材料(Mechanochemicalsynthesis of two-dimensional aromatic polyamides,Chem.Commun,2017,53,7481-7484)分散性差限制其应用的问题,本发明提供了一种二维芳香族聚酰胺层状材料及其改性方法。本发明制备的二维层状聚酰胺材料在水中分散液的透光率90%~95%,且分散液无分层现象,明显改善了二维层状聚酰胺材料在水中的分散性。
为实现发明目的之一,采用如下技术方案:
一种二维芳香族聚酰胺层状材料的改性方法,包括以下步骤:
S1:将二维聚酰胺层状材料分散在溶剂中,再加入光引发剂后搅拌均匀反应20-30分钟,其中,所述光引发剂与二维聚酰胺层状材料的质量比为0.33~3:1,然后在避光和常温条件下除去溶剂,得到吸附有光引发剂的改性二维聚酰胺层状材料;
S2:吸附有紫外光引发剂的改性二维聚酰胺层状材料与浓度为20%~50%的不饱和单体水溶液混合,其中,所述光引发剂与不饱和单体的质量比为0.01~0.02:1混合,经氮气或氩气鼓泡20~30分钟后用紫外光灯照射2-3小时得产物;
S3:将所述产物提纯、烘干即得改性的二维聚酰胺层状材料。
优选,所述溶剂为醇、醚、氯仿、苯类溶剂,进一步优选,所述溶剂为无水乙醇、四氢呋喃、1,4-二氧六环、甲醇和三氯甲烷中的至少一种。
优选,所述光引发剂为可光解生成自由基的光引发剂,进一步优选,二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮的至少一种。
优选,所述不饱和单体为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酸钠、丙烯酸钠、苯乙烯磺酸钠中的至少一种。
为实现发明目的之二,采用如下技术方案:
上述制备方法制备的一种二维芳香族聚酰胺层状材料。
由于所述二维芳香族聚酰胺层状材料分子真正的骨架结构是类似于蜂巢的六边形结构,而且,化学接枝改性是在分子的最外围众多N-H化学键的一个键上接枝,并且接枝上的线型聚合物分子链的数目是不确定的,所以所述二维芳香族聚酰胺层状材料化合物结构很难准确记载。
基于上述原因,优选,所述一种二维芳香族聚酰胺层状材料的有效成分之一如式I所示:
Figure BDA0002129869630000031
其中,R1选自H或CH3,R2选自
Figure BDA0002129869630000032
Figure BDA0002129869630000033
m为正整数。
相比于现有技术,本发明不是对二维层状材料原料及其官能团的改性,而是将线型聚合物直接在二维层状材料表面进行化学接枝。本发明设计了二维芳香族聚酰胺共价聚合物层状材料与紫外光引发剂的“吸附-夺氢-引发”策略,通过二维芳香族聚酰胺层状材料与含苯环的紫外光引发剂之间的“π-π”缔合作用将光引发剂吸附到二维芳香族聚酰胺层状材料表面,然后在紫外光照射的条件下,光引发剂分解产生自由基引发聚合物在二维芳香族聚酰胺层状材料表面生长,即本发明通过“吸附-夺氢-引发”策略,在芳香族聚酰胺二维材料的表面夺氢,得到了以芳香族聚酰胺二维材料为支撑的“大分子引发剂”,然后用其引发含C=C双键的活性单体进行自由基聚合,得到了可直接连接在二维材料表面的聚合物分子链。进一步分析,二维材料吸附的自由基残片可进一步发生的夺氢反应使二维材料表面产生新的自由基,这些自由基引发聚合反应生成具有一定分子量的聚合物。本质上,这些聚合物与二维芳香族聚酰胺层状材料之间是以化学键链接在一起,聚合物分子链溶解在水中在二维材料外围的分子链形成了较大的空间位阻,进而有效防止二维芳香族聚酰胺层状材料的团聚,提高改性二维材料的分散性。
与现有技术相比本发明的有益效果:
(1)本发明给出了一种给惰性二维聚酰胺层状材料进行化学改性的方法。现有的化学改性只是对合成二维共价聚合物层状材料用的原料进行改性或者对合成出来的二维共价聚合物层状材料(2DCOF)进行化学修饰。而本发明不是对2DCOF材料上官能团的改性,而是将线型聚合物直接在2DCOF表面进行化学接枝;
(2)相比于已有改性方法,本发明提出的改性方法具有明显的灵活性。通过调整“夺氢型”引发剂的数量和活性单体的种类及投料比,可以灵活调整接枝高分子链的密度(数目)、接枝聚合物分子的种类及长度(分子量)。
(3)芳香族二维层状聚酰胺材料本质是疏水性的,因此它既不溶于水也不能在水中自发分散,聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMAEMA)在芳香族聚酰胺二维材料(2D APA)表面的接枝明显改善了产物的水分散性能。功能化改性后的二维层状聚酰胺材料化学性质稳定、亲水而又不溶于水。本发明制备的二维层状聚酰胺材料在水中分散液的透光率90%~95%,且分散液无分层现象,明显改善了二维层状聚酰胺材料在水中的分散性,能够广泛的在催化剂和催化剂载体、纳米组装单元、有害化学物质及贵重金属离子吸附、聚合物基复合材料等传统领域应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实施例1合成的2D APA、PDMAEMA、PDMAEMA@2D APA的红外光谱图,显示PDMAEMA@2D APA谱图的吸收峰包含了2D APA和PDMAEMA两个产物红外光谱图的信息,这些信息表明已经成功合成了目标产物。
图2是实施例1得到的PDMAEMA@2D APA水分散液的紫外光谱图。图2显示PDMAEMA改性的二维聚酰胺材料在水中具有较好的分散稳定性。
图3是实施例2产物的电子扫描显微镜照片,从图中可以看出,芳香族聚酰胺的微观形貌为不规则的层状结构。
图4是实施例2合成的PDMAEMA@2D APA与季铵化产物PDMAEMA@2D APA的红外光谱图,证明季铵化的PDMAEMA@2D APA已经成功合成。
图5是实施例2得到PDMAEMA@2D APA水分散液的紫外光谱图,显示PDMAEMA改性的二维聚酰胺材料在水中具有较好的分散稳定性。
图6是实施例3合成的PDMAEMA@2D APA的红外光谱图,证明已经成功合成出了PDMAEMA@2D APA改性二维聚酰胺层状材料。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下述实施例中按照如下方法对二维芳香族聚酰胺层状材料进行化学改性。
二维芳香族聚酰胺层状材料的改性方法,包括以下步骤:
S1:将二维聚酰胺层状材料分散在溶剂中,再加入光引发剂后搅拌均匀反应20-30分钟,其中,所述光引发剂与二维聚酰胺层状材料的质量比为0.33~3:1,然后在避光和常温条件下除去溶剂,得到吸附有光引发剂的改性二维聚酰胺层状材料;
S2:吸附有紫外光引发剂的改性二维聚酰胺层状材料与浓度为20%~50%的不饱和单体水溶液混合,其中,所述光引发剂与不饱和单体的质量比为0.01~0.02:1混合,经氮气或氩气鼓泡20~30分钟后用紫外光灯照射2-3小时得产物;
S3:将所述产物提纯、烘干即得改性的二维聚酰胺层状材料。
其中,为了证明改性效果,需要将未反应的原料和线型聚合物从产物中分离,所述步骤S3按照如下步骤提纯、烘干,步骤如下:
将所述产物置于索氏提取器中,用抽提溶剂抽提72小时除去未反应的所述不饱和单体、光引发剂和未接枝到二维聚酰胺层状材料上的线型聚合物(光引发剂引发单体在二维材料上接枝的同时,也引发溶液中的部分单体进行自聚合得到线型聚合物),
然后,将提纯后的所述产物转移到30℃的真空干燥箱中干燥48小时,即得到改性的二维聚酰胺层状材料,
所述的抽提溶剂为无水乙醇、四氢呋喃、1,4-二氧六环、甲醇和三氯甲烷中的至少一种。
以下实施例也是按照上述步骤去除未反应的原料和线型聚合物。
以下,本专利将通过提供具体的实施例进一步阐述本发明。
实施例1:
将8mg二维层状聚酰胺粉末、2ml无水乙醇,加入25ml的圆底烧瓶中,烧瓶至于室温下用超声处理20min,然后加入24mg二苯甲酮。将上述混合溶液在避光条件下混匀体系,室温下避光晾干。将DMAEMA配制成浓度为20%的水溶液,加入吸附有二苯甲酮的2D APA粉末,控制二苯甲酮与DMAEMA的质量比为1:100。避光、搅拌条件下,通入氮气鼓泡30分钟,将混合体系于紫外灯下照射2h。然后,将产物置于索氏提取器里,用无水乙醇抽提72小时,去除未反应的单体和引发剂等。产物置于30℃的真空烘箱内干燥48小时,得到表面接枝PDMEMA的改性二维层状聚酰胺材料。
对产物红外光谱检测,结果显示:
如图1的红外光谱图,对于2DAPA在3300cm-1处的宽峰为酰胺氮氢键(N-H)的伸缩振动吸收峰,3085cm-1为芳环中碳氢(C-H)的伸缩振动吸收峰,1658cm-1为酰胺基(HN-C=O)的伸缩振动吸收峰,说明成功合成出了芳香族聚酰胺层状材料。此外,2821cm-1处为DMAEMA分子结构中的碳氮键(C-N)伸缩振动吸收峰,1728cm-1处为DMAEMA分子结构中羰基(C=O)的伸缩振动吸收峰,PDMAEMA@2D APA谱图的吸收峰包含了2D APA和PDMAEMA两个产物红外光谱图的信息,表明已经成功合成了目标产物。
对浓度为1.75mg/mL的PDMAEMA@2D APA水分散液的紫外光谱检测。
图2显示,刚分散在水中时分散液的透光率为91.3%(以蒸馏水在紫外光谱仪中的透光率作为100%),静置30min后,分散液的透光率略有下降,降至90.4%(下降了0.9%)且分散液无分层现象。
作为对比,按照相同的操作方法2D APA在水中的分散液,经过约20min就发生了明显的分层,说明PDMAEMA在2D APA表面的接枝明显改善了产物的水分散性能。
芳香族二维层状聚酰胺材料本质是疏水性的,因此它既不溶于水,也不能在水中自发分散。如图2所示,用光引发的方式将水溶性的PDMAEMA以化学键的方式接枝在2D APA材料表面,明显改善了2D APA在水中的分散性。
实施例2:
将9mg二维层状聚酰胺粉末、15ml四氢呋喃,加入25ml的圆底烧瓶中,烧瓶至于室温下用超声处理30min,然后加入3mg二苯甲酮。将上述混合溶液在避光条件下混匀体系,室温下避光晾干。将DMAEMA配制成浓度为50%的水溶液,加入吸附有二苯甲酮的2D APA粉末,控制二苯甲酮与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的质量比为1:50。避光、搅拌条件下,通入氮气鼓泡30分钟,将混合体系于紫外灯下照射3h。然后,将产物置于索氏提取器里,用无水乙醇抽提72小时,去除未反应的单体和引发剂等。产物置于30℃的真空烘箱内干燥48小时,得到表面接枝PDMAEMA的改性二维层状聚酰胺材料,如图3二维材料2D APA的扫描电镜图片所示,干燥后未改性的芳香族聚酰胺为尺度在几微米以下的层状片层结构。
图4合成的PDMAEMA@2D APA与季铵化产物PDMAEMA@2D APA的红外光谱图显示,2DAPA在3300cm-1处的宽峰为N-H的伸缩振动吸收峰,3085cm-1为芳环中C-H的伸缩振动吸收峰,1658cm-1为HN-C=O的伸缩振动吸收峰,说明成功合成出了芳香族聚酰胺层状材料。此外,2821cm-1处为DMAEMA分子结构中的C-N伸缩振动吸收峰,1728cm-1处为DMAEMA分子结构中C=O的伸缩振动吸收峰,PDMAEMA@2D APA谱图的吸收峰包含了2D APA和PDMAEMA两个产物红外光谱图的信息。
对浓度为1.75mg/mL的PDMAEMA@2D APA水分散液的紫外光谱图。
图5显示,刚分散在水中时,分散液的透光率为93.0%(以蒸馏水在紫外光谱仪中的透光率作为100%),静置30min后,分散液的透光率降至92.3%(下降了0.7%);静置90min后,分散液的透光率降至91.7%(与起始相比下降了1.3%),但是分散液无分层现象。
作为对比,按照相同的操作方法2D APA在水中的分散液,经过约20min就发生了明显的分层。
说明PDMAEMA在2D APA表面的接枝明显改善了产物的水分散性能。
实施例3:
将6mg二维层状聚酰胺粉末、9ml甲醇,加入25ml的圆底烧瓶中,烧瓶至于室温下用超声处理30min,然后加入6mg二苯甲酮。将上述混合溶液在避光条件下混匀体系,室温下避光晾干。将DMAEMA配制成浓度为30%的水溶液,加入吸附有二苯甲酮的二维层状聚酰胺粉末,控制二苯甲酮与DMAEMA的质量比为1:90。避光、搅拌条件下,通入氮气鼓泡30分钟,将混合体系于紫外灯下照射2.5h。然后,将产物置于索氏提取器里,用无水乙醇抽提72小时,去除未反应的单体和引发剂。产物置于30℃的真空烘箱内干燥48小时,得到表面接枝PDMAEMA的改性二维层状聚酰胺材料。
对表面接枝PDMAEMA的改性二维层状聚酰胺材料红外光谱检测。图6是合成的PDMAEMA@2D APA的红外光谱图。2D APA在3312cm-1处的宽峰为N-H的伸缩振动吸收峰,2962cm-1为芳环中C-H的伸缩振动吸收峰,1657cm-1为HN-C=O的伸缩振动吸收峰,说明成功合成出了芳香族聚酰胺层状材料。此外,图中2816cm-1处为DMAEMA分子结构中的C-N伸缩振动吸收峰,1721cm-1处为DMAEMA分子结构中C=O的伸缩振动吸收峰。因此,可以证明PDMAEMA@2D APA改性芳香族二维层状聚酰胺材料合成成功。
实施例4:
将6mg二维层状聚酰胺粉末、12ml1,4-二氧六环,加入25ml的圆底烧瓶中,烧瓶至于室温下用超声处理30min,然后加入3mg二苯甲酮。将上述混合溶液在避光条件下混匀体系,室温下避光晾干。将丙烯酰胺配制成浓度为40%的水溶液,加入吸附有二苯甲酮的二维层状聚酰胺粉末,控制二苯甲酮与丙烯酰胺的质量比为1:100。避光、搅拌条件下,通入氮气鼓泡30分钟,将混合体系于紫外灯下照射2.0h。然后,将产物置于索氏提取器里,用无水乙醇抽提72小时,去除未反应的单体和引发剂。产物置于30℃的真空烘箱内干燥48小时,得到表面接枝聚丙烯酰胺的改性二维层状聚酰胺材料。
对表面接枝聚丙烯酰胺的改性二维层状聚酰胺材料红外光谱检测显示,二维层状聚酰胺材料在3300cm-1处的宽峰为N-H的伸缩振动吸收峰,3085cm-1为芳环中C-H的伸缩振动吸收峰,1658cm-1为HN-C=O的伸缩振动吸收峰,说明成功合成出了芳香族聚酰胺层状材料。此外,3414和3200cm-1处为聚丙烯酰胺分子结构中的-NH2的特征吸收峰,1667cm-1为酰胺基中C=O的特征吸收峰,1452cm-1处为亚甲基的特征吸收峰。上述信息表明成功合成出聚丙烯酰胺改性的芳香族二维聚酰胺层状材料。
实施例5:
将6mg二维层状聚酰胺粉末、12ml三氯甲烷,加入25ml的圆底烧瓶中,烧瓶至于室温下用超声处理30min,然后加入15mg二苯甲酮。将上述混合溶液在避光条件下混匀体系,室温下避光晾干。将N,N-二甲基丙烯酰胺配制成浓度为30%的水溶液,加入吸附有二苯甲酮的二维层状聚酰胺粉末,控制二苯甲酮与N,N-二甲基丙烯酰胺的质量比为1:100。避光、搅拌条件下,通入氮气鼓泡30分钟,将混合体系于紫外灯下照射2.0h。然后,将产物置于索氏提取器里,用无水乙醇抽提72小时,去除未反应的单体和引发剂。产物置于30℃的真空烘箱内干燥48小时,得到表面接枝聚N,N-二甲基丙烯酰胺的改性二维层状聚酰胺材料。
对表面接枝聚N,N-二甲基丙烯酰胺的改性二维层状聚酰胺材料红外光谱检测显示,除了芳香族二维层状材料的特征吸收峰外,2915cm-1处为聚N,N-二甲基丙烯酰胺分子结构中的C-H伸缩振动吸收峰,1648cm-1处为酰胺分子结构中C=O的伸缩振动吸收峰,1500cm-1处为酰胺分子结构中C-N伸缩振动吸收峰,1261cm-1处为酰胺分子结构N-C中不对称伸缩振动吸收峰。说明了成功合成了聚N,N-二甲基丙烯酰胺改性芳香族二维层状聚酰胺材料。
实施例6:
将6mg二维层状聚酰胺粉末、4ml三氯甲烷、8ml无水乙醇,加入25ml的圆底烧瓶中,烧瓶至于室温下用超声处理30min,然后加入15mg二苯甲酮。将上述混合溶液在避光条件下混匀体系,室温下避光晾干。将苯乙烯磺酸钠配制成浓度为30%的水溶液,加入吸附有二苯甲酮的二维层状聚酰胺粉末,控制二苯甲酮与苯乙烯磺酸钠的质量比为1:60。避光、搅拌条件下,通入氮气鼓泡30分钟,将混合体系于紫外灯下照射2.0h。然后,将产物置于索氏提取器里,用无水乙醇抽提72小时,去除未反应的单体和引发剂。产物置于30℃的真空烘箱内干燥48小时,得到表面接枝聚苯乙烯磺酸钠的改性二维层状聚酰胺材料。
对表面接枝聚苯乙烯磺酸钠的改性二维层状聚酰胺材料红外光谱检测显示,除了芳香族二维层状材料的特征吸收峰外,1636cm-1处为聚苯乙烯磺酸钠分子结构中的苯环结构-C=C-伸缩振动吸收峰,1184和1127cm-1处为S=O的反对称和对称伸缩振动吸收峰。说明了成功合成了聚苯乙烯磺酸钠改性芳香族二维层状聚酰胺材料。
实施例7:
将8mg二维层状聚酰胺粉末、4ml三氯甲烷、8ml1,4-二氧六环,加入25ml的圆底烧瓶中,烧瓶至于室温下用超声处理30min,然后加入6mg二苯甲酮。将上述混合溶液在避光条件下混匀体系,室温下避光晾干。将苯乙烯磺酸钠配制成浓度为40%的水溶液,加入吸附有二苯甲酮的二维层状聚酰胺粉末,控制二苯甲酮与苯乙烯磺酸钠的质量比为1:100。避光、搅拌条件下,通入氮气鼓泡30分钟,将混合体系于紫外灯下照射3.0h。然后,将产物置于索氏提取器里,用无水乙醇抽提72小时,去除未反应的单体和引发剂。产物置于30℃的真空烘箱内干燥48小时,得到表面接枝聚苯乙烯磺酸钠的改性二维层状聚酰胺材料。
对表面接枝聚苯乙烯磺酸钠的改性二维层状聚酰胺材料红外光谱检测显示,除了芳香族二维层状材料的特征吸收峰外,1637cm-1处为聚苯乙烯磺酸钠分子结构中的苯环结构-C=C-伸缩振动吸收峰,1185和1126cm-1处为S=O的反对称和对称伸缩振动吸收峰。说明了成功合成了聚苯乙烯磺酸钠改性芳香族二维层状聚酰胺材料。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种二维芳香族聚酰胺层状材料的改性方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:将二维聚酰胺层状材料分散在溶剂中,再加入光引发剂后搅拌均匀反应20-30分钟,其中,所述光引发剂与二维聚酰胺层状材料的质量比为0.33~3:1,然后在避光和常温条件下除去溶剂,得到吸附有光引发剂的改性二维聚酰胺层状材料;
S2:吸附有紫外光引发剂的改性二维聚酰胺层状材料与浓度为20%~50%的不饱和单体水溶液混合,其中,所述光引发剂与不饱和单体的质量比为0.01~0.02:1混合,经氮气或氩气鼓泡20~30分钟后用紫外光灯照射2-3小时得产物;
S3:将所述产物提纯、烘干即得改性的二维聚酰胺层状材料;
其中,
所述光引发剂为二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮的至少一种,
所述不饱和单体为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酸钠、丙烯酸钠、苯乙烯磺酸钠中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的改性方法,其特征在于,所述溶剂为无水乙醇、四氢呋喃、1,4-二氧六环、甲醇和三氯甲烷中的至少一种。
3.权利要求1或2所述的改性方法制备的一种二维芳香族聚酰胺层状材料。
4.根据权利要求3所述的二维芳香族聚酰胺层状材料,其特征在于式I所示化合物:
Figure FDA0002129869620000011
其中,R1选自H或CH3,R2选自
Figure FDA0002129869620000021
m为正整数。
CN201910638082.5A 2019-07-15 2019-07-15 一种二维芳香族聚酰胺层状材料及其化学改性方法 Active CN110330599B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910638082.5A CN110330599B (zh) 2019-07-15 2019-07-15 一种二维芳香族聚酰胺层状材料及其化学改性方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910638082.5A CN110330599B (zh) 2019-07-15 2019-07-15 一种二维芳香族聚酰胺层状材料及其化学改性方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110330599A CN110330599A (zh) 2019-10-15
CN110330599B true CN110330599B (zh) 2021-07-16

Family

ID=68145377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910638082.5A Active CN110330599B (zh) 2019-07-15 2019-07-15 一种二维芳香族聚酰胺层状材料及其化学改性方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110330599B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101555304A (zh) * 2009-05-22 2009-10-14 广州市番禺广信丝印材料有限公司 光固化丙烯酸酯/层状双氢氧化物纳米复合材料及其制法
CN108530974A (zh) * 2018-01-25 2018-09-14 烟台大学 一种芳香族聚酰胺材料应用于水性涂料填充剂的用途

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101555304A (zh) * 2009-05-22 2009-10-14 广州市番禺广信丝印材料有限公司 光固化丙烯酸酯/层状双氢氧化物纳米复合材料及其制法
CN108530974A (zh) * 2018-01-25 2018-09-14 烟台大学 一种芳香族聚酰胺材料应用于水性涂料填充剂的用途

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《Mechanochemical synthesis of two-dimensional aromatic polyamides》;Yang Yang et.al.;《Royal Society of Chemistry》;20171231;第53卷;第7481-7484页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110330599A (zh) 2019-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Qu et al. Syntheses, characterization, and adsorption properties for metal ions of silica-gel functionalized by ester-and amino-terminated dendrimer-like polyamidoamine polymer
Banisheykholeslami et al. Design of PAMAM grafted chitosan dendrimers biosorbent for removal of anionic dyes: adsorption isotherms, kinetics and thermodynamics studies
Ge et al. Selective adsorption of Pb (II) and Hg (II) on melamine-grafted chitosan
Al-Karawi et al. Synthesis, characterization of acrylamide grafted chitosan and its use in removal of copper (II) ions from water
CN108912269B (zh) 一种聚咪唑类离子液体基共聚物及其制备方法和应用
CN109970912B (zh) 黄酮类磁性分子印迹聚合物的制备方法
Liu et al. Synthesis and characterization of dibenzothiophene imprinted polymers on the surface of iniferter-modified carbon microspheres
CN111085118B (zh) 一种聚多巴胺改性聚醚砜印迹复合膜的制备方法
Makhado et al. Xanthan gum-cl-poly (acrylic acid)/reduced graphene oxide hydrogel nanocomposite as adsorbent for dye removal
CN111363160B (zh) 一种三维共价的三嗪基杯[4]芳烃聚合物及其制备方法与应用
CN110204638B (zh) 一种含氨氧基结构的聚合物和甲醛吸附剂及其制备方法
CN110330599B (zh) 一种二维芳香族聚酰胺层状材料及其化学改性方法
Singh et al. Chitosan–poly (vinyl alcohol)–ionic liquid-grafted hydrogel for treating wastewater
Joshi et al. Light-regulated growth of polymer chains from the surface of RAFT agent primed mesoporous silica nanoparticles
CN106866900B (zh) 一种光响应表面分子印迹材料及其制备方法和应用
Roohi et al. Thin thermo-responsive polymer films onto the pore system of chromatographic beads via reversible addition–fragmentation chain transfer polymerization
CN110437452B (zh) 一种杂原子掺杂磷腈官能化poss基杂化多孔聚合物及其制备方法与应用
CN110256637B (zh) 一种二维芳香族聚酰胺型季铵盐及其制备方法
CN114539562B (zh) 抗菌型超大多孔水凝胶的绿色合成方法及其产品和在废水处理中降解多类型污染物上的应用
Wang et al. Polymeric superabsorbing composite prepared using a glow‐discharge electrolysis plasma for the removal of divalent heavy metal ions from aqueous solutions and its swelling properties
CN114539497A (zh) 一种环三磷腈-酰腙的共价有机聚物材料及其制备方法和应用
CN112500539A (zh) 一种高度分散的Fe3O4的磁性复合水凝胶的制备方法及应用
Xu et al. Synthesis and adsorption performance of temperature-sensitive imprinted composite poly (vinylidene fluoride) resin membranes with chitosan modification for selective separation of ReO4−
CN112876617B (zh) 一种多孔分子印迹缓释材料的制备方法
Jandrey et al. Thermodegradation of poly (2-vinylpyridine-co-styrene-co-divinylbenzene) and N-oxide derivatives

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Two dimensional aromatic polyamide layered material and its chemical modification method

Effective date of registration: 20211214

Granted publication date: 20210716

Pledgee: Yantai financing guarantee Group Co.,Ltd.

Pledgor: Yantai University

Registration number: Y2021980014841

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Date of cancellation: 20220317

Granted publication date: 20210716

Pledgee: Yantai financing guarantee Group Co.,Ltd.

Pledgor: Yantai University

Registration number: Y2021980014841

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right