本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及一種基于芐基的有機(jī)鈦雜化材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

無(wú)機(jī)二氧化鈦（TiO₂）具有無(wú)毒、價(jià)廉、無(wú)污染、催化活性高、耐腐蝕性強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，成為最具應(yīng)用前景的催化劑之一。因而在光電轉(zhuǎn)換、光化學(xué)合成以及光催化氧化環(huán)境污染物等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。但由于傳統(tǒng)的TiO₂粒子尺寸較大，比表面積較小，孔道尺寸不宜調(diào)控使得各類大分子反應(yīng)物無(wú)法與內(nèi)部鈦活性中心充分接觸，催化反應(yīng)無(wú)法順利進(jìn)行。同時(shí)TiO₂載體表面有大量羥基致使它們的親水性較強(qiáng)，所以在催化反應(yīng)過(guò)程中也存在著活性中心鈦不穩(wěn)定并且容易造成結(jié)構(gòu)的局部塌陷，因此，無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)TiO₂循環(huán)使用受到限制。

研究發(fā)現(xiàn)，在材料孔壁內(nèi)部嵌入或孔道表面引入有機(jī)基團(tuán)后，可以改善孔道界面的親/疏水性，有利于提高材料的水熱穩(wěn)定性，甚至通過(guò)改變有機(jī)基團(tuán)的種類和引入量進(jìn)行其界面性質(zhì)的調(diào)控。

所以，改變傳統(tǒng)鈦源前驅(qū)體，選擇或合成新型烷基有機(jī)鈦，進(jìn)一步開發(fā)新型的功能化有機(jī)鈦材料就顯得越來(lái)越重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種簡(jiǎn)單可行、反應(yīng)條件可控的基于芐基的有機(jī)鈦雜化材料的合成方法。

本發(fā)明產(chǎn)品采用鈦酸異丙酯作為無(wú)機(jī)鈦試劑，與芐基氯和金屬鎂形成的格氏試劑發(fā)生反應(yīng)，將所得的有機(jī)鈦前驅(qū)體抽濾、旋蒸、干燥后，利用水解共縮合結(jié)合水熱處理技術(shù)，經(jīng)洗滌、抽濾、干燥得到白色粉末狀的基于芐基的有機(jī)鈦雜化材料。

本發(fā)明芐基的有機(jī)鈦雜化材料具有以下化學(xué)組成C₆H₅CH₂-Ti(OH)_3-m(TiO)_m，即：C₆H₅CH₂-TiO₂。

一種基于芐基的有機(jī)鈦雜化材料及其制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）稱取0.6 g鎂屑，用1％鹽酸去除氧化膜，乙醚沖洗，60℃快速干燥；

（2）取0.5 g去除氧化膜的鎂屑、5 mL THF、0.867 mL C₆H₅CH₂Cl，加入到裝有磁子、回流裝置、恒壓滴液漏斗的50 mL兩口燒瓶；取5 mL THF、1.50 mL C₆H₅CH₂Cl加入到恒壓滴液漏斗中；密閉裝置，抽真空，置換氮?dú)猓?/p>

（3）加熱引發(fā)反應(yīng)后，開始滴加C₆H₅CH₂Cl /THF混合液，保持滴加速度與回流相同；滴加完成后，保持油浴溫度50℃，反應(yīng)1 h；

（4）反應(yīng)結(jié)束后，轉(zhuǎn)移格氏試劑至恒壓滴液漏斗；將未反應(yīng)的鎂屑洗滌、干燥，稱量得0.1469 g；

（5）量取3.80 mL Ti(OCH(CH₃)₂)₄、10 mL THF ,加入到裝有磁子、以及含有新制格氏試劑的恒壓滴液漏斗的100 mL兩口燒瓶；密閉裝置，抽真空，置換氮?dú)猓辉诒〉蜏貤l件下，緩慢滴加格氏試劑C₆H₅CH₂MgCl，滴加完成后，0℃繼續(xù)反應(yīng)9 h；

（6）將所得產(chǎn)物抽濾,收集濾液,旋蒸后得到黃色粘稠液體；

（7）將黃色粘稠液體溶解于盛有蒸餾水的小燒杯，在40℃條件下加熱攪拌水解0.5 h后，將小燒杯的溶液倒入100 mL聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，120℃條件下水熱反應(yīng)24 h；

（8）待反應(yīng)釜冷卻后，抽濾分離反應(yīng)釜中的混合液，保留固體；將所得固體，于80℃干燥8 h，得到白色粉末狀固體雜化材料，最終產(chǎn)物用C₆H₅CH₂-TiO₂表示。

紅外表征：圖1為無(wú)機(jī)二氧化鈦TiO₂及芐基有機(jī)鈦C₆H₅CH₂-TiO₂的紅外光譜圖。與無(wú)機(jī)TiO₂相比，芐基有機(jī)鈦雜化材料C₆H₅CH₂-TiO₂的紅外光譜中出現(xiàn)飽和C-H鍵的伸縮振動(dòng)峰（2853和2921 cm^-1）及C-H鍵彎曲振動(dòng)峰（1401 cm^-1）、不飽和C-H鍵的伸縮振動(dòng)峰（3026 cm^-1）以及苯環(huán)的C=C骨架振動(dòng)峰（1449 cm^-1_、1496 cm^-1_、1600 cm^-1），苯環(huán)的C-H鍵面外彎曲振動(dòng)峰（751 cm^-1、700 cm^-1）。

證明了成功制備基于芐基的有機(jī)鈦雜化材料C₆H₅CH₂-TiO₂。

具體實(shí)施方式：

（1）稱取0.6 g鎂屑，用1％鹽酸去除氧化膜，乙醚沖洗，60℃快速干燥；

（2）取0.5 g去除氧化膜的鎂屑、5 mL THF、0.867 mL C₆H₅CH₂Cl，加入到裝有磁子、回流裝置、恒壓滴液漏斗的50 mL兩口燒瓶；取5 mL THF、1.50 mL C₆H₅CH₂Cl加入到恒壓滴液漏斗中；密閉裝置，抽真空，置換氮?dú)猓?/p>

（3）加熱引發(fā)反應(yīng)后，開始滴加C₆H₅CH₂Cl/THF混合液，保持滴加速度與回流相同；滴加完成后，保持油浴溫度50℃，反應(yīng)1 h；

（4）反應(yīng)結(jié)束后，轉(zhuǎn)移格氏試劑至恒壓滴液漏斗；將未反應(yīng)的鎂屑洗滌、干燥，稱量得0.1469 g；

（5）量取3.80 mL Ti(OCH(CH₃)₂)₄、10 mL THF，加入到裝有磁子、以及含有新制格氏試劑的恒壓滴液漏斗的100 mL兩口燒瓶；密閉裝置，抽真空，置換氮?dú)猓辉诒〉蜏貤l件下，緩慢滴加格氏試劑C₆H₅CH₂MgCl，滴加完成后，0℃繼續(xù)反應(yīng)9 h；

（6）將所得產(chǎn)物抽濾,收集濾液,旋蒸后得到黃色粘稠液體；

（7）將黃色粘稠液體溶解于盛有蒸餾水的小燒杯，在40℃條件下加熱攪拌水解0.5 h后，將小燒杯的溶液倒入100 mL聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，120℃條件下水熱反應(yīng)24 h；

（8）待反應(yīng)釜冷卻后，抽濾分離反應(yīng)釜中的混合液，保留固體；將所得固體，于80℃干燥8 h，得到白色粉末狀固體雜化材料，最終產(chǎn)物用C₆H₅CH₂-TiO₂表示。