一种交联磷腈基共聚物的制备方法及其应用

1.本发明涉及一种以磷腈为基础的在可见光条件下具有高甲烷产率的交联共聚物的制备方法及其应用场景，属于材料领域。


背景技术：

2.利用太阳能并通过化学过程将二氧化碳转化为可再生燃料，是一项非常有前途但具有挑战性的举措，能缓解全球能源危机和严重的环境问题带来的不良影响。相较与传统的金属催化剂，有机共聚物催化能避免金属催化剂在制备过程中及使用完之后对环境造成的重金属污染，且有较好的结构可调控型和可塑性，能更好的地发挥催化作用。


技术实现要素：

3.因此，本发明的目的是提供一种高甲烷产率的催化剂。
4.本发明的另一目的是提供一种以磷腈为基础的在可见光条件下具有高甲烷产率的交联共聚物的合成方法及其应用场景，其具有原料廉价、条件简单、易操作的优点。
5.从而，本发明的一种催化剂(npc)的结构式为
6.7.本发明的另一种催化剂(opc/spc)的结构式为
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其中
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r为氧原子或者硫原子。
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本发明还提供一种合成该类催化剂的方法即水热法，包括以下步骤：
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(i).在特氟龙反应釜内按比例加入两种原料：乙腈、二甲基亚砜；
[0013]
(ii).将特氟龙反应釜放置于耐高压反应釜内，加热反应；
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(iii).提取产物。
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本发明的方法，所用原料摩尔比为2：3或1：1，温度为180℃，时间为24小时左右。
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本发明相比于现有催化剂的优势：
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(1)本催化剂所用原料便宜易得，合成过程简单，无需超高温处理，避免了危险过程，可一步获得最终催化剂，节省时间精力及设备，缩短催化剂生产周期；(2)在模拟太阳光及真实太阳光照条件下，本催化剂可将二氧化碳或者一些有机物(如二甲基亚砜、甲基苯基亚砜、苯乙酮)高效的转换为甲烷，其甲烷产率高，具有商业化前景；(3)本催化剂相较于传统金属催化剂而言，不会造成二次水体污染，是良好的清洁能源发生剂。
附图说明
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为了证明本发明的产物，提供部分催化剂的产物、成分及性能图。
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图1a为npc产物图,1b为npc产物的红外测试图,1c为npc产物的光照性能对比图,1d为 npc产物自然光循环图,1e为npc产物透射电镜图
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具体实施方式
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现结合附图对本发明作进一步详细说明。附图均为简化的示意图以说明本发明的大概结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
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步骤：将磷腈和三聚氰酸按摩尔比2：3(磷腈：三聚氰胺＝1：1)加入到反应容器中，加入溶剂后密封，放置于烘箱中升温加热一定时间，冷却后取出用水和乙醇交替洗涤干净后烘干。
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实施例产物投料比溶剂比反应时间及温度实施例1npc1：1dmso:ace＝4:124h 180℃实施例2opc2：3dmso:ace＝4:124h 180℃实施例3spc2：3dmso:ace＝8:124h 180℃
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以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。


技术特征：
1.一种交联磷腈聚合物，它的结构通式为1a或者1b:
其中r为氧原子或者硫原子。2.一种合成权利要求1所述的结构式及其衍生结构的方法，其特征在于，操作及条件简单，包括以下步骤：(i).在特氟龙反应釜内按比例加入两种原料：乙腈，二甲基亚砜；(ii).将特氟龙反应釜放置于耐高压反应釜内，加热反应；(iii).提取产物。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所选原料为磷腈、三聚氰胺、三聚氯氰、三聚硫氰、三聚氰酸。4.根据权利要求2-3任一项所述方法，其特征在于，所述溶剂为dmso、mecn。5.根据权利要求2-4任一项所述方法，其特征在于，所述反应器温度为180℃，反应时长为24小时。

技术总结
本发明涉及一种以磷腈为基础的在可见光条件下具有高甲烷产率的交联共聚物的制备方法及其应用场景。本发明利用太阳能并通过化学过程将二氧化碳转化为可再生燃料，能缓解全球能源危机和严重的环境问题带来的不良影响。相较与传统的金属催化剂，有机共聚物催化能避免金属催化剂在制备过程中及使用完之后对环境造成的重金属污染，且有较好的结构可调控型和可塑性，能更好的地发挥催化作用。本发明的另一目的是提供一种以磷腈为基础的在可见光条件下具有高甲烷产率的交联共聚物的合成方法及其应用场景，其具有原料廉价、条件简单、易操作的优点。作的优点。


技术研发人员：宋亭 唐国恩
受保护的技术使用者：湘潭大学
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2023/7/13