[發(fā)明專利]一種具有微米孔穴的兩親性共聚網(wǎng)絡(luò)的凝膠及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810552493.8
• 申請(qǐng)日: 2018-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN108530625B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋文琦;高博;楊卓瀾;劉玉;申璐;高媛;楊鑌澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西京學(xué)院
• 主分類號(hào): C08G73/06
• 分類號(hào): C08G73/06;C08G63/664;C08G83/00;B01J20/26;B01J20/28;C02F1/28;C02F101/22
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 夏艷

本發(fā)明公開了一種具有微米孔穴的兩親性共聚網(wǎng)絡(luò)的凝膠及方法，該凝膠具有如式(1)的聚合物重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，其中，R為N雜環(huán)，其包含：中任意一種，其中，X包含：Br^?、Cl^?或n為6?30；m為3?30；凝膠的凝膠分?jǐn)?shù)大于70％。本發(fā)明的凝膠能夠在其內(nèi)部形成三維高度支化結(jié)構(gòu)，同時(shí)還具有疏水片段，具有更好的吸附性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及凝膠材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有微米孔穴的兩親性共聚網(wǎng)絡(luò)的凝膠及方法。

背景技術(shù)

由于染料的毒性和可見(jiàn)性，即使在低濃度下，染色工業(yè)廢水也是最成問(wèn)題的廢水之一。大多數(shù)有機(jī)染料，尤其是合成染料具有復(fù)雜的芳香族分子結(jié)構(gòu)，使其穩(wěn)定且難以生物降解，這可能對(duì)生物多樣性具有毒性或致突變性和致癌性。因此，從水中有效去除染料對(duì)于保護(hù)公眾健康和生態(tài)環(huán)境具有重要意義。

在開發(fā)處理含染料廢水的眾多方法中，由于經(jīng)濟(jì)可行性，高效率和操作簡(jiǎn)單性，吸附通常被認(rèn)為是應(yīng)用最廣泛的染料去除技術(shù)。因此，如何設(shè)計(jì)合成具有高吸附效率的新型吸附劑是染料廢水處理領(lǐng)域研究人員的重要研究目標(biāo)。

水凝膠被認(rèn)為是染料在污染水中吸附的有效材料，近年來(lái)由于它們?cè)诜肿铀缴系目捎迷O(shè)計(jì)，溶脹網(wǎng)絡(luò)有利于客體分子的和方便的操作而引起越來(lái)越多的關(guān)注。然而，改善水凝膠的性能仍然存在一些重大挑戰(zhàn)。例如，通過(guò)常規(guī)聚合方法制備的傳統(tǒng)水凝膠(即乙烯基單體和交聯(lián)單體的自由基共聚)通常表現(xiàn)出隨機(jī)交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其將導(dǎo)致其分子鏈的纏結(jié)并導(dǎo)致吸附位點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，從而限制了水凝膠的吸附能力。隨機(jī)交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也限制了所得水凝膠的機(jī)械性能。

為了克服上述問(wèn)題，最近關(guān)于水凝膠吸附劑的研究集中在設(shè)計(jì)和構(gòu)建有利于暴露內(nèi)部吸附位點(diǎn)的新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由于其三維高度分支結(jié)構(gòu)和眾多的分子內(nèi)腔，超支化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是促進(jìn)內(nèi)部官能團(tuán)暴露和增加客體分子內(nèi)部官能團(tuán)利用的潛在候選物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有微米孔穴的兩親性共聚網(wǎng)絡(luò)的凝膠及方法，該凝膠解決了傳統(tǒng)凝膠無(wú)網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)，吸附能力差的問(wèn)題，能夠在其內(nèi)部形成三維高度支化結(jié)構(gòu)，同時(shí)還具有疏水片段，具有更好的吸附性能。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種具有微米孔穴的兩親性共聚網(wǎng)絡(luò)凝膠，該凝膠具有如式(1)的聚合物重復(fù)結(jié)構(gòu)單元：

式(1)中，R為N雜環(huán)，其包含：中任意一種，其中，X包含：Br^-、Cl^-或

式(1)中，n為6-30；m為3-30。

所述凝膠的凝膠分?jǐn)?shù)大于70％。

優(yōu)選地，所述的凝膠通過(guò)具有如式(2)結(jié)構(gòu)的化合物B和具有如式(3)結(jié)構(gòu)的化合物A經(jīng)N-烷基化反應(yīng)制備獲得：

式(2)中，R’包含：中任意一種。

式(3)中，R₁、R₂、R₃各自獨(dú)立地為Cl或Br；

式(3)中，n為6～30；m為3～30。

本發(fā)明還提供了一種具有微米孔穴的兩親性共聚網(wǎng)絡(luò)凝膠的制備方法，該凝膠為所述的具有微米孔穴的兩親性共聚網(wǎng)絡(luò)凝膠，該方法包含：

將具有如式(2)結(jié)構(gòu)的化合物B和具有如式(3)結(jié)構(gòu)的化合物A經(jīng)N-烷基化反應(yīng)制備獲得：

式(2)中，R’包含：中任意一種。

式(3)中，R₁、R₂、R₃各自獨(dú)立地為Cl或Br；