[發(fā)明專利]一種基于有機(jī)醛和三聚氰胺的希夫堿型生物基多孔材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911281244.0
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN110938184A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金燦;孔振武;劉貴鋒;吳國民;霍淑平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所
• 主分類號: C08G12/32
• 分類號: C08G12/32;B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20;C02F101/30
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 馮慧

本發(fā)明公開了一種基于有機(jī)醛和三聚氰胺的希夫堿型生物基多孔材料及其制備方法。以生物基有機(jī)醛類化合物與三聚氰胺經(jīng)縮聚反應(yīng)制備希夫堿型生物基多孔材料。本發(fā)明的制備方法簡便、產(chǎn)率高，制備的多孔材料分子結(jié)構(gòu)中含有豐富的酚基、胺基、甲氧基等吸附位點，具有高容量、快速吸附水體中有機(jī)污染物和重金屬離子并多次循環(huán)使用的優(yōu)點，可應(yīng)用于印染、電鍍等行業(yè)含有機(jī)染料、重金屬離子廢水處理及水體資源凈化等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種希夫堿型多孔材料及其制備方法，尤其涉及一種利用生物基有機(jī)醛類化合物和三聚氰胺經(jīng)縮聚反應(yīng)制備希夫堿型生物基多孔材料的方法，屬于材料科學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

土壤、水體中的染料和重金屬離子等污染源具有較高毒性，不僅會在土壤和水體中富集造成嚴(yán)重環(huán)境污染，還會通過食物鏈轉(zhuǎn)移到生態(tài)系統(tǒng)，對人類和環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重危害。吸附法具有操作方便、成本低、處理效率高等諸多優(yōu)勢，已成為最廣泛應(yīng)用的染料、重金屬離子污染物處理技術(shù)之一。

多孔材料具有高比表面積大、孔結(jié)構(gòu)空間豐富等優(yōu)點，對染料分子、重金屬離子等污染物具有較好的富集作用，在吸附材料方面得到廣泛應(yīng)用。E.Akar等(E.Akar；A.Altinisik；Y.Seki.Ecol.Eng.,2013,52,19-27)制備的多孔活性炭對孔雀石綠的吸附容量可達(dá)256.4mg/g。K.Lin等(K.Y.Lin；H.A.Chang.Chemosphere 2015,139,624-31)發(fā)現(xiàn)咪唑型多孔分子篩ZIF-67對有機(jī)染料具有優(yōu)異的吸附性能。中國發(fā)明專利(申請?zhí)朇N201610356330.3)公開了一種多孔陶瓷材料的制備方法，對重金屬離子Hg²⁺、Cd²⁺、總Cr和Pb²⁺等具有良好的吸附效果。中國發(fā)明專利(申請?zhí)枺篊N201811542430.0)公開了一種氨基功能化聚乙撐亞胺多孔材料，可直接吸附陰離子染料、重金屬離子等水體污染物，還可用作催化劑載體。然而，目前常見多孔吸附材料多來源于化石資源，原料成本較高且難以在環(huán)境中降解，在生產(chǎn)、使用及回收過程中易對環(huán)境造成二次污染。

木質(zhì)纖維是自然界儲量最豐富的可再生生物質(zhì)資源，通過生物煉制過程可獲得種類豐富的生物基平臺化合物，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為生物基化學(xué)品、燃料和聚合物材料。開發(fā)生物基化學(xué)品并替代化石資源產(chǎn)品，是促進(jìn)人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。本發(fā)明結(jié)合生物基平臺化合物的結(jié)構(gòu)特點和反應(yīng)活性，采用生物基有機(jī)醛化合物與三聚氰胺經(jīng)醛-胺縮合反應(yīng)制備廉價、綠色環(huán)保的多孔材料。本發(fā)明的制備過程簡單、產(chǎn)率高，原料價格低廉，制得的生物基多孔材料結(jié)構(gòu)中含有豐富的酚基、胺基、甲氧基等吸附位點，可高容量、快速吸附水體中有機(jī)染料和重金屬離子等污染物，并可循環(huán)使用，有望應(yīng)用于印染、電鍍等行業(yè)含有機(jī)染料、鉛、汞等重金屬離子廢水處理及水體資源凈化等領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種綠色廉價、吸附性能優(yōu)異的希夫堿型生物基多孔材料及其制備方法，將生物基有機(jī)醛類化合物和三聚氰胺經(jīng)醛-胺縮合反應(yīng)制備希夫堿型生物基多孔材料。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于有機(jī)醛和三聚氰胺的希夫堿型生物基多孔材料，以生物基有機(jī)醛類化合物和三聚氰胺為骨架經(jīng)縮聚反應(yīng)構(gòu)建的希夫堿型多孔材料，化學(xué)結(jié)構(gòu)示意式為：

其中為生物基有機(jī)醛類化合物。

所述的基于有機(jī)醛和三聚氰胺的希夫堿型生物基多孔材料的制備方法，由生物基有機(jī)醛類化合物與三聚氰胺經(jīng)以下反應(yīng)制備：

所述的基于有機(jī)醛和三聚氰胺的希夫堿型生物基多孔材料的制備方法，具體包括如下步驟：

將生物基有機(jī)醛類化合物和三聚氰胺溶解于溶劑中，混合均勻，在非反應(yīng)性氣體氛圍和有機(jī)酸催化劑存在下，于80～200℃攪拌反應(yīng)6～84小時，反應(yīng)完畢后過濾得到不溶物粗產(chǎn)物，洗滌除去粗產(chǎn)物中未反應(yīng)單體和低聚體，干燥后得到希夫堿型生物基多孔材料。