[發(fā)明專利]一種有機芳炔摻雜多孔芳香骨架復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010031188.1 | 申請日： | 2020-01-13 |
| 公開（公告）號： | CN113101899B | 公開（公告）日： | 2022-04-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 朱廣山;元野;王澤宇;楊亞杰 | 申請（專利權(quán)）人： | 東北師范大學(xué) |
| 主分類號： | B01J20/26 | 分類號： | B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C22B3/24;C22B60/02 |
| 代理公司： | 北京高沃律師事務(wù)所 11569 | 代理人： | 王術(shù)娜 |
| 地址： | 130024 吉林*** | 國省代碼： | 吉林;22 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 有機 摻雜 多孔 芳香 骨架 復(fù)合材料 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明提供了一種有機芳炔摻雜多孔芳香骨架復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于功能材料領(lǐng)域。本發(fā)明提供的制備方法，包括以下步驟：將多孔芳香骨架材料和氯化鋁在第一溶劑中混合，進(jìn)行修飾反應(yīng)，得到修飾反應(yīng)產(chǎn)物；將所述修飾反應(yīng)產(chǎn)物、氫化鈉和羧基化合物在第二溶劑中混合，進(jìn)行羧基化反應(yīng)，得到羧基多孔芳香骨架材料；將所述羧基多孔芳香骨架材料和鈾配合物在第三溶劑中混合，進(jìn)行配位反應(yīng)，得到分子印跡型多孔芳香骨架材料；將所述分子印跡型多孔芳香骨架材料和有機芳炔在第四溶劑中混合，進(jìn)行熱聚合反應(yīng)后，洗滌，得到有機芳炔摻雜多孔芳香骨架復(fù)合材料。本發(fā)明制得的復(fù)合材料對鈾離子具有高吸附量、高選擇性的特點。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及功能材料領(lǐng)域，尤其涉及一種有機芳炔摻雜多孔芳香骨架復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)
鈾元素是核電體系中的主要成分，伴隨著全球性核電的快速增長，陸地上的鈾礦資源很難滿足人們的要求。海水中鈾的含量高達(dá)45億噸，其存量是陸地上鈾礦的數(shù)百倍。因此開發(fā)出一種高效的從海水中提取鈾的方法具有非常重要的意義。此外，從海水中提取鈾元素將極大程度降低傳統(tǒng)陸基提取鈾資源中的成本、能耗和對環(huán)境的影響，能夠有效地提高工業(yè)生產(chǎn)效益，并且滿足人類越來越多的鈾需求。然而，雖然海水中的鈾資源很多，但考慮到海水中的鈾離子濃度極低(約為～3.3ppb)和海水的高鹽度，采用傳統(tǒng)方法難以有效的從海水中提取鈾離子。因此，開發(fā)和制備經(jīng)濟有效的吸附材料和改進(jìn)提取方法是海水提鈾技術(shù)的關(guān)鍵。
目前，人們研究了多種多樣的吸附材料對鈾離子進(jìn)行提取，例如活性炭、無機磷酸鹽、離子液體、離子交換樹脂和碳納米管等，雖然性能有了很大的提升，但是在海水中的吸附效果仍然并不理想，吸附量僅為4.5mg/g，并且廣泛采用的傳統(tǒng)物理吸附的方法具有吸附速率慢和吸附量低的技術(shù)缺陷，這極大的限制了吸附材料的實際應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種有機芳炔摻雜多孔芳香骨架復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的制備方法制得的有機芳炔摻雜多孔芳香骨架復(fù)合材料具有吸附量大，對鈾離子具有高選擇性的特點，能夠高效地提取海水等含鈾離子溶液中的鈾離子。
為了實現(xiàn)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案。
本發(fā)明提供了一種有機芳炔摻雜多孔芳香骨架復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
將多孔芳香骨架材料和氯化鋁在第一溶劑中混合，進(jìn)行修飾反應(yīng)，得到修飾反應(yīng)產(chǎn)物；
將所述修飾反應(yīng)產(chǎn)物、氫化鈉和羧基化合物在第二溶劑中混合，進(jìn)行羧基化反應(yīng)，得到羧基多孔芳香骨架材料；
將所述羧基多孔芳香骨架材料和鈾配合物在第三溶劑中混合，進(jìn)行配位反應(yīng)，得到分子印跡型多孔芳香骨架材料；
將所述分子印跡型多孔芳香骨架材料和有機芳炔在第四溶劑中混合，進(jìn)行熱聚合反應(yīng)后，洗滌，得到有機芳炔摻雜多孔芳香骨架復(fù)合材料。
優(yōu)選地，所述羧基化合物包括二溴丁二酸、2-溴丁酸、2-溴丙酸或溴丙二酸二甲酯。
優(yōu)選地，所述羧基化反應(yīng)的溫度為0～60℃，時間為1～12h。
優(yōu)選地，所述鈾配合物為鈾-水楊醛肟配合物。
優(yōu)選地，所述配位反應(yīng)的溫度為20～80℃，時間為3～24h。
優(yōu)選地，所述有機芳炔包括聚苯乙炔、二苯乙炔、3-氯苯乙炔或3-乙炔苯胺。
優(yōu)選地，所述熱聚合反應(yīng)的溫度為100～160℃，時間為1～24h。
本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述制備方法制得的有機芳炔摻雜多孔芳香骨架復(fù)合材料，所述有機芳炔摻雜多孔芳香骨架復(fù)合材料中有機芳炔的摻雜量為5～45wt％，比表面積為50～500m2·g-1。
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