[發明專利]還原六價鉻的具有噠嗪結構的亞胺型共價有機框架光催化劑、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202011602681.0
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112604713B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 童美萍;劉福洋;馬知遙
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;B01J37/10;B01J37/34;C08G12/26;C08G83/00;C02F1/30;C02F1/70;C02F101/22
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 梁慶豐

1.一種還原六價鉻的具有噠嗪結構的亞胺型共價有機框架光催化劑，其特征在于，所述共價有機框架材料為COF-PDZ，其周期性結構單元為式I：

苯環上連接的“～”表示省略的重復結構單元。

2.根據權利要求1所述共價有機框架光催化劑COF-PDZ的制備方法，其特征在于：將2,4,6-三羥基苯-1,3,5-三甲醛和3,6-二氨基噠嗪加入到由1,4-二氧六環、均三甲苯和3M醋酸溶液組成的溶劑體系中，超聲震蕩后加熱進行反應，洗滌干燥得到具有噠嗪結構的亞胺型共價有機框架材料COF-PDZ。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述方法包括，

步驟1：將2,4,6-三羥基苯-1,3,5-三甲醛和3,6-二氨基噠嗪加入到特氟龍反應釜內膽中，并加入由1,4-二氧六環、均三甲苯、3M醋酸溶液組成的溶劑體系，超聲震蕩20分鐘將反應物充分混合均勻；

步驟2：將所述內膽放入高溫高壓反應釜中密封好，并置于120℃的烘箱中反應3天；

步驟3：取出冷卻到室溫后，將其中的棕色固體沉淀物經過抽濾并使用丙酮洗滌5次，隨后將棕色粉末在60℃烘箱中干燥12小時，制備得到具有噠嗪結構的共價有機框架材料COF-PDZ。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述步驟1中2,4,6-三羥基苯-1,3,5-三甲醛和3,6-二氨基噠嗪的摩爾比是2:3。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述2,4,6-三羥基苯-1,3,5-三甲醛的摩爾量為0.9mmol，所述3,6-二氨基噠嗪的摩爾量為1.35mmol。

6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述1,4-二氧六環、均三甲苯、3M醋酸溶液的體積比為3:3:1，其總用量為10.5mL。

7.根據權利要求1所述還原六價鉻的具有噠嗪結構的亞胺型共價有機框架光催化劑COF-PDZ的應用，其特征在于：將所述COF-PDZ分散在含六價鉻的待處理水中，在黑暗條件下攪拌30分鐘，使其達到吸附、脫附平衡，經可見光照射120分鐘，完成六價鉻的催化還原。

8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于：其過程包括，

步驟1，COF-PDZ的分散：將所述鉻光催化劑COF-PDZ投入含六價鉻的待處理水中后，借助超聲作用分散；

步驟2，COF-PDZ與水中六價鉻的預吸附反應：在黑暗的攪拌條件下，使分散后的鉻光催化劑COF-PDZ與六價鉻接觸30分鐘，使其達到吸附平衡；

步驟3，COF-PDZ的可見光催化反應：在光照下進行光催化反應120分鐘后抽取1mL反應懸濁液，透過0.22μm聚醚砜針式過濾器收集濾液測定其六價鉻濃度；

步驟4，COF-PDZ的再生：通過過濾從體系中分離COF-PDZ，并用去離子水清洗后，將其超聲震蕩分散到30mL 0.5M的鹽酸溶液中進行30分鐘的脫附，再經去離子水清洗并過濾完成COF-PDZ的再生。

9.根據權利要求7所述的應用，其特征在于：所述可見光催化還原六價鉻反應的溫度為25℃。

10.根據權利要求7所述的應用，其特征在于：所述含六價鉻的待處理水中六價鉻濃度為5mg/L，所述COF-PDZ投加的濃度為250mg/L。