[發明專利]一種用于廢水的高效吸附有機多孔材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011037516.5
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112175172B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 徐業偉;常冠軍;楊莉
• 申請（專利權）人: 四川冠慕思楊新材料科技有限公司
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;B01J20/26;B01J20/30
• 代理公司: 成都帝鵬知識產權代理事務所(普通合伙) 51265
• 代理人: 黎照西

本發明公開了一種用于廢水的高效吸附有機多孔材料及其制備方法。本發明的高效吸附有機多孔材料主要針對于廢水中的金屬離子、有機溶劑、碘、硝基爆炸物和二氧化碳等雜質進行吸附，該吸附材料是由芳香雜環化合物通過傅克酰基化交聯而成，具有吸附容量大、吸附時間短、循環使用性能好的特點。本發明提供的制備高效吸附劑方法操作簡單、無需高溫、成本較低、成品率高，符合實際應用的要求，適于工業推廣。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種用于廢水的高效吸附有機多孔材料及其傅克酰基化制備方法。

背景技術

由于泄漏和排放造成的水污染以及被廣泛關注的二氧化碳問題嚴重威脅著地球上所有生物的安全。多孔有機聚合物作為一類新型的吸附材料，具有高的比表面積和永久的孔結構。同時，由于其在合成多樣性、孔徑可控性和孔表面改性等方面的優勢，被嘗試用于金屬離子、有機溶劑、碘、硝基爆炸物和二氧化碳等的高效吸附。相較于傳統制備多孔有機聚合物的方法，傅克酰基化反應是一類新型、高效聚合反應的統稱，具備快速高效、反應條件溫和、原料廉價易得、提純簡便、產物區域選擇性和立體選擇性好等突出優勢。

如何選擇原料進行傅克酰基化反應，通過交聯制備得到對金屬離子、有機溶劑、碘、硝基爆炸物和二氧化碳等具有高效吸附作用的有機多孔材料，成為亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述技術問題，提供一種高效吸附有機多孔材料及其制備方法。本發明獲得的吸附劑對金屬離子、有機溶劑、碘、硝基爆炸物和二氧化碳等具有高效吸附作用。

本發明的目的之一是提供一種高效吸附有機多孔材料，其中，所述多孔材料包括含有苯并噻吩、苯并呋喃、苯并咪唑、吲哚或咔唑基團的芳香雜環多孔聚合物，其是通過芳香雜環化合物經傅克酰基化交聯而成；其中，所述的芳香雜環化合物中至少含有以下一種基團：

具體的，本發明所述的高效吸附有機多孔材料的結構式包括以下中的任一種：

本發明的目的之二是提供上述高效吸附有機多孔材料的制備方法，其包括以下步驟：

(1)于氮氣氛圍下，將芳香雜環化合物、二甲氧基甲烷和無水三氯化鐵添加至溶劑中；

(2)控制反應溫度，進行傅克酰基化反應數小時；

(3)對步驟(2)所得物進行過濾，并用大量蒸餾水沖洗過濾后的產物，重復以上操作，直至洗至濾液無色；

(4)對過濾后所得固態產物進行干燥，得到所述高效吸附有機多孔材料。

進一步的是，步驟(1)中所述溶劑為沸點在80℃以上能溶解芳香雜環化合物的有機溶劑，其用量以將芳香雜環化合物完全溶解即可。

進一步的是，步驟(1)中所述的二甲氧基甲烷和無水三氯化鐵的質量比為1:1；所述芳香雜環化合物和二甲氧基甲烷的質量比在1:2以上。

進一步的是，步驟(2)中所述的制備工藝條件為：控制溫度條件80-120℃，反應時間18-36小時。

進一步的是，步驟(4)中所述的干燥工藝為真空干燥、超臨界干燥或冷凍干燥。

本發明由芳香雜環化合物通過傅克酰基化反應交聯制備對金屬離子、有機溶劑、碘、硝基爆炸物和二氧化碳等具有高效吸附作用的有機多孔材料，該吸附劑具有吸附容量大、吸附時間短、循環使用性能好的特點。本發明的傅克酰基化制備方法操作簡單、無需高溫、成本較低、成品率高，符合實際應用的要求，適于工業推廣。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：