簡(jiǎn)介

聚苯乙烯磺酸作為催化劑在實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)中起著關(guān)鍵作用，相比于液體酸（如硫酸、氫氟酸、磷酸）催化劑，聚苯乙烯磺酸催化劑具有突出的優(yōu)點(diǎn)，如反應(yīng)后易與產(chǎn)物分 離、易再生、易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)、易儲(chǔ)存及對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕等[1]。

合成

圖1 聚苯乙烯磺酸的合成路線(xiàn)

在無(wú)電極圓柱形玻璃反應(yīng)器（體積為480 cm3，基本壓力為3 x 10-3 mbar，泄漏率優(yōu)于2 x 10-9 mol s-1）中進(jìn)行等離子體沉積，該反應(yīng)器由銅線(xiàn)圈（4 mm直徑，10圈）包圍，并封閉在法拉第籠中。使用連接在液氮冷阱上的30 L min-1旋轉(zhuǎn)泵對(duì)腔室進(jìn)行泵送。使用pirani壓力計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)壓力。通過(guò)L-C電路將13.56MHz射頻電源的輸出阻抗與部分電離氣體負(fù)載相匹配。用洗滌劑擦洗反應(yīng)器。在丙-2-醇中沖洗反應(yīng)器，并在烘箱中干燥。在0.2毫巴壓力和40 W功率下運(yùn)行連續(xù)波空氣等離子體30分鐘，以去除室壁上任何殘留的痕量污染物。使用基底涂覆硅（100）晶片聚丙烯片，每個(gè)聚丙烯片具有兩個(gè)蒸發(fā)的金電極（5毫米長(zhǎng)，1.5毫米間隔），用于質(zhì)子傳導(dǎo)率測(cè)試。使用硼硅酸鹽載玻片進(jìn)行自由基密度定量測(cè)量。

將馬來(lái)酸酐團(tuán)塊（+99%，研磨成細(xì)粉末）和三氟甲基馬來(lái)酸酐（+97%）裝入單獨(dú)的可密封玻璃管中。使用多個(gè)冷凍泵解凍循環(huán)對(duì)混合物進(jìn)行脫氣。在放電點(diǎn)火之前，允許前體蒸汽在0.2毫巴的壓力下吹掃反應(yīng)器5分鐘。利用脈沖等離子體沉積，最佳工作周期為20μs開(kāi)啟周期和1200μs關(guān)閉周期，峰值功率為5W.42。等離子體熄滅時(shí)。使前體蒸汽繼續(xù)通過(guò)系統(tǒng)3分鐘。將腔室排空至基本壓力。隨后通過(guò)暴露于200毫巴壓力下的丙胺蒸汽30分鐘使等離子體沉積的含酸酐膜衍生。將系統(tǒng)排空至基本壓力。將含有丙胺衍生酸酐的膜與18wt%的4-苯乙烯磺酸鈉水溶液一起放入可密封的玻璃管中。對(duì)混合物進(jìn)行多次冷凍泵解凍循環(huán)，直至完全脫氣。將管放入50°C的油浴中，引發(fā)聚合接枝。在高純水（pH 7.0）和乙酸水溶液（pH 3.7）中洗滌底物，以實(shí)現(xiàn)Na+和H+之間的離子交換。使樣品在室溫下在空氣中干燥，得到聚苯乙烯磺酸。合成路線(xiàn)如圖1所示[2]。

參考文獻(xiàn)

[1] 高強(qiáng),祁娟,徐永強(qiáng)等. 表面活性劑改性制備負(fù)載型聚苯乙烯磺酸催化劑 [J/OL]. 中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).

[2]Wood, T. J.; Badyal, J. P. S. Pulsed Plasmachemical Deposition of Highly Proton Conducting Composite Sulfonic Acid-Carboxylic Acid Films. ACS Applied Materials & Interfaces (2012), 4(3), 1675-1682 | Language: English, Database: CAplus and MEDLINE.