[發明專利]一種新型共價有機框架材料的合成及其在金屬離子識別和染料吸附中的應用

有效

• 申請號: 201910825821.1
• 申請日: 2019-09-03
• 公開（公告）號: CN110483746B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 宋鵬飛;于麗;張宗蓮;陳亞倫;曹雪梅;王佩
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;C08G61/10;B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 周立新

本發明公開了一種共價有機框架材料的制備及其在金屬離子識別和染料吸附中的應用；將2,4,6?三?（4?溴?苯基)?[1,3,5]?三嗪化物和芘?2,7?雙（4,4,5,5?四甲基?[1,3,2]二氧硼戊環）加入有機溶劑中，超聲，循環脫氣；加入鈀催化劑和堿溶液，加入史萊克管中，抽真空充氮氣，三次循環脫氣，氬氣吹掃，封管，攪拌反應，抽濾，洗滌，真空干燥，制得共價有機框架材料。該合成方法操作簡單，產率高；合成的共價有機框架材料靈敏度高，選擇性好，具有良好的應用性能。既能快速靈敏地識別金屬離子又對中性紅染料具有良好的吸附作用，能夠在較短的時間內在水溶液中對中性紅染料進行大量的吸附。

技術領域

本發明屬于材料化學技術領域，涉及一種新型共價有機框架材料的合成；本發明還涉及一種該合成方法合成的共價有機框架材料在金屬離子識別中及其在染料吸附中的應用。

背景技術

共價有機框架（COFs）是一類通過共價鍵連接且具有結晶性的新型多孔材料，是功能材料研究的熱點之一。內在結構和可調控的有機連接體賦予COF材料低密度、大表面積、可調孔徑、孔道結構高度有序、合成方法多樣和易于功能化修飾等特點，所以在催化、氣體分離、染料吸附、藥物輸送、氣體儲存等領域得到廣泛應用。在各種應用中，由于其具有快速響應，高靈敏度和可逆性等特點，引起了不同領域日益增長的關注。

目前已有文獻報道的COFs的合成方法有溶劑熱法、固相研磨法、離子熱合成法、微波合成法、研磨法等。溶劑熱合成法是將單體和溶劑放在史蘭克管，通過幾次冷凍解凍循環抽真空充氮氣，然后將管封住加熱到一定溫度，收集沉淀物，用合適的溶劑洗滌并干燥，得到一定產率的固體COFs。

鐵離子(Fe³⁺)是生命系統中最重要的微量元素之一，在許多生理和病理過程中起著重要作用，包括細胞代謝，酶催化和氧運輸。目前，對于樣品中鐵離子含量的檢測，大多數利用ICP、原子吸收、原子熒光等方法進行定性識別。不能實現樣品的快速識別，尤其對于不需要定量的樣品，逐個定量造成了資源的極大浪費。因此，發展高效、低廉、方便、快速的鐵離子識別方法具有重要意義。光致發光（PL）分析具有高靈敏度和選擇性，簡單且易于檢測的獨特優勢。能夠在極少量的鐵離子存在下，快速靈敏地檢測鐵離子，具有非常重要的意義。本發明根據實施例1所制備的COF材料與Fe³⁺之間的FL猝滅效應，形成用于Fe³⁺檢測的一種簡便方法，具有選擇性和高靈敏度。

如今，染料作為著色劑廣泛應用于不同的行業，如紡織、皮革鞣制、紙張、塑料、化妝品、制藥和食品。染料污染廢水的處理已經成為最嚴重的環境問題之一，因為染料即使在低濃度下也是有毒的，會對水體系統和人類健康造成嚴重危害。許多傳統的技術，如顏色基團的電化學降解，化學氧化，混凝，光催化，離子交換和吸附已被應用于染料的去除。在這些水處理技術中，吸附技術因其高效、簡單、經濟等優點成為去除溶液中難降解污染物(如染料、重金屬離子等)的一種有效且有吸引力的技術。本發明利用實例1制備的COF材料，因其具有孔結構，能夠在含有中性紅染料的水溶液中進行快速吸附。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種新型共價有機框架材料的合成方法。

本發明的目的之二在于提供一種上述合成方法合成的共價有機框架材料在金屬離子識別中的應用。

本發明的目的之三在于提供一種上述合成方法合成的共價有機框架材料在染料吸附方面的應用。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種新型共價有機框架材料的合成方法，具體為：