[發明專利]席夫堿網絡聚合物光催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011627851.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112574372B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 曾光明;王晗;許飄;劉洋;程敏;黃丹蓮;杜力;李曉沛;秦蕾;陳軍霞
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C08G12/32
• 分類號: C08G12/32;B01J31/06;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 何文紅

本發明公開了一種席夫堿網絡聚合物光催化劑及其制備方法和應用，該光催化劑是以三聚氰胺和鄰苯二甲醛為原料，在1,4?二氧六環與均三甲苯混合溶液體系中發生縮聚反應后制備得到。本發明方法制得的席夫堿網絡聚合物光催化劑具有比表面積高、反應活性位點多、光吸收范圍寬、電子?空穴對復合率低、光催化性能好等優點，能夠廣泛用于降解有機污染物，且能夠取得較好的降解效果，有著很高的使用價值和很好的應用前景；同時，本發明制備方法具有工藝簡單、操作方便、原材料易得、成本低廉、制備效率高、產率高等優點，適合于大規模制備，利于工業化生產。

技術領域

本發明屬于材料制備及環境催化的技術領域，涉及一種席夫堿網絡聚合物光催化劑的制備方法，具體涉及一種以三聚氰胺和鄰苯二甲醛為原料的席夫堿網絡聚合物光催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

在過去的幾十年中，人們越來越意識到環境問題日益嚴峻。作為環境污染的主要來源，工業有機化學品和農業肥料排放的水污染已成為亟待解決的問題。在天然和廢水中觀察到持久性有機微污染物，例如藥物和個人護理產品，殺蟲劑和除草劑。傳統污水處理技術很難處理新型污染物。光催化技術被證明是一種理想的解決途徑，它可以利用太陽能。事實上，光催化技術是一種利用光催化劑在光照射下發生催化反應的技術，一般是多種相態之間的反應，是一種在能源和環境領域有著重要應用前景的綠色技術。

自1864年Hugo Schiff發現席夫堿化學以來，這個經典的反應一直都是有機合成中的通用工具。席夫堿反應是指胺基與醛基通過縮合作用生成亞胺鍵的反應，其中生成的亞胺鍵能夠繼續與胺基反應生成縮醛胺。受動力學控制的亞胺鍵的形成有助于建立復雜的分子結構。在合適的實驗條件下，亞胺雙鍵又能繼續受到伯胺進攻，從而反應生成縮醛胺。席夫堿化學或動態亞胺化學已被廣泛用于合成微孔聚合物材料，主要是因為基于席夫堿反應制備的多孔聚合物化學穩定性高，孔隙度很好，這些優越性也使得基于席夫堿反應的有機材料得到了快速發展和廣泛應用。作為一種無機半導體的補充，具有半導體性質的席夫堿共軛多孔有機聚合物被廣泛應用于光催化中。它們在成本、可加工性、可持續性和可調性能方面具有巨大的優勢。同時，它們的合成模塊化為其在光化學應用中調節它們的孔隙度、能帶結構和界面性質提供了豐富的選擇，同時其含有豐富的芳香環和三嗪環結構，有助于形成π-π相互作用和氫鍵相互作用位點，這些獨特的性能使其在光催化方面具有廣闊的應用前景。然而，現有席夫堿網絡聚合物仍然存在光催化活性差，甚至無光催化活性的缺點，這限制了其在光催化降解有機污染物中的應用。因此，如何獲得一種具有合適能級的席夫堿有機網絡聚合物，從而加快電荷/電子遷移速率，提高光催化速率，這仍然是一項艱巨的挑戰。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術存在的不足，提供一種比表面積高、反應活性位點多、光吸收范圍寬、電子-空穴對復合率低、光催化性能好的席夫堿網絡聚合物光催化劑，還提供了一種工藝簡單、原料來源廣、成本低廉、制備效率高、產率高的席夫堿網絡聚合物光催化劑的制備方法以及該席夫堿網絡聚合物光催化劑在降解廢水中有機污染物中的應用。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種席夫堿網絡聚合物光催化劑的制備方法，以三聚氰胺和鄰苯二甲醛為原料，在1,4-二氧六環與均三甲苯混合溶液體系中發生縮聚反應，得到席夫堿網絡聚合物光催化劑。

上述的席夫堿網絡聚合物光催化劑的制備方法，進一步改進的，包括以下步驟：將三聚氰胺、鄰苯二甲醛超聲分散于1,4-二氧六環與均三甲苯的混合溶液體系中，加入冰醋酸進行縮聚反應，洗滌，真空干燥，得到席夫堿網絡聚合物光催化劑。

上述的席夫堿網絡聚合物光催化劑的制備方法，進一步改進的，所述三聚氰胺和鄰苯二甲醛的摩爾比為1～3∶2～4；所述1,4-二氧六環、均三甲苯和冰醋酸的體積比為1∶1∶0.01～0.1；所述冰醋酸的濃度為1M～4M。