[發(fā)明專利]具有共價有機框架的核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110938282B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李繼勇;趙俊橋;張云芝;邵紅云;董浩;胡玉輝;宋時權(quán);蔣紹輝;孟博;張陽
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號: C08L61/22
• 分類號: C08L61/22;C08K9/10;C08K9/06;C08K3/22;C08G12/08;B01J20/28;B01J20/30;B01J20/26;C02F1/28;C02F101/36
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11489
• 代理人: 鄭久興

本發(fā)明涉及一種具有共價有機框架的核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，其中所述復(fù)合材料由共價有機框架材料形成的殼包覆磁性顆粒形成的核構(gòu)成，其中所述核和殼的結(jié)構(gòu)如下：(1)核結(jié)構(gòu)，其為聚多巴胺層包覆的Fe₃O₄的顆粒，并且所述顆粒經(jīng)含氨基的烷氧基硅烷改性，從而在聚多巴胺層表面上連接有?NH₂官能團；(2)殼結(jié)構(gòu)，其為3,3'?二甲氧基聯(lián)苯胺和三醛基間苯三酚的反應(yīng)產(chǎn)物。本發(fā)明還涉及所述復(fù)合材料的制備方法以及應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有共價有機框架的核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

共價有機多孔聚合物主要由H、B、C、N、O等輕元素組成，是一類由有機構(gòu)筑模塊通過強的共價鍵連接而成的具有多孔結(jié)構(gòu)的高分子材料，具有較大的比表面積，結(jié)構(gòu)和功能可調(diào)控等特點。其在金屬離子、染料分子的吸附與識別、水中污染物的降解、有機染料分離、催化和傳感等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價值，已引起納米材料科研工作者的廣泛關(guān)注。近年來，科學(xué)工作者著力于將有機無機材料進行雜化，將其各自優(yōu)勢結(jié)合起來，可以發(fā)揮兩種或多種不同材料各自的優(yōu)越性，如新型的核殼材料等。核殼材料的不僅殼層能夠根據(jù)研發(fā)需求進行可調(diào)控設(shè)計，還可以將改善材料的親水性、智能響應(yīng)性(如磁響應(yīng)性)賦予給內(nèi)核微粒，從而實現(xiàn)了材料的多功能化。

目前，已有具有共價有機框架的復(fù)合材料用于水中有機化合物雜質(zhì)例如染料的吸附，但是現(xiàn)有的共價有機框架材料存在有在水中穩(wěn)定性差，難以分離回收的缺點。

因此，針對不同的雜質(zhì)目標(biāo)化合物，研制新型具有共價有機框架的復(fù)合材料，在水處理雜質(zhì)吸附領(lǐng)域具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種具有共價有機框架的核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，其中所述復(fù)合材料由共價有機框架材料形成的殼包覆磁性顆粒形成的核構(gòu)成，其中所述核和殼的結(jié)構(gòu)如下：

(1)核結(jié)構(gòu)，其為聚多巴胺層包覆的Fe₃O₄的顆粒，并且所述顆粒經(jīng)含氨基的烷氧基硅烷改性，從而在聚多巴胺層表面上形成有-NH₂官能團；

(2)殼結(jié)構(gòu)，其為3,3'-二甲氧基聯(lián)苯胺和三醛基間苯三酚的反應(yīng)產(chǎn)物，具有以下結(jié)構(gòu)：

本發(fā)明另一方面提供了所述的復(fù)合材料的制備方法，其包含以下步驟：

(1)將鹽酸多巴胺、過氧化氫、硫酸銅溶解于三羥甲基氨基甲烷緩沖溶液中，然后加入Fe₃O₄納米顆粒，室溫攪拌過夜，經(jīng)磁鐵收集并洗滌、干燥，得到聚多巴胺層包覆的Fe₃O₄的顆粒；

(2)將所述聚多巴胺層包覆的Fe₃O₄的顆粒和含氨基的烷氧基硅烷于溶劑中反應(yīng)，經(jīng)磁鐵收集并洗滌、干燥，得到改性的聚多巴胺層包覆的Fe₃O₄的顆粒；

(3)將改性的聚多巴胺層包覆的Fe₃O₄的顆粒、3,3'-二甲氧基聯(lián)苯胺和三醛基間苯三酚在高溫下于溶劑中反應(yīng)，之后經(jīng)磁鐵過濾、洗滌、干燥后得到核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。

本發(fā)明又一方面提供了所述的復(fù)合材料用作吸附劑用于在水中吸附多氟化合物的用途，所述多氟化合物優(yōu)選為多氟取代的羧酸，如全氟辛酸。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：