[發明專利]一種四硫富瓦烯基共價有機框架材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110341564.1
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113083235B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 王廣博;朱福成;李莎;謝可慧;黃中瑋;耿琰;董育斌
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/30
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本發明涉及碘吸附技術領域，具體為一種四硫富瓦烯基共價有機框架材料及其制備方法和應用，結構如式Ⅰ所示：該四硫富瓦烯基共價有機框架材料能夠有效提高碘吸附速率，10小時之內幾乎為線性增長，18小時達到飽和，極大地提高了碘吸附速率并降低了成本。

技術領域

本發明涉及放射性核素-碘吸附技術領域，具體為一種四硫富瓦烯基共價有機框架材料及其制備方法和應用。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

近年來，核能因其清潔、高能量密度而在世界范圍內得到了迅速的發展。同時，核電站廢料、其它核能利用等處理過程中，大量放射性物質釋放到地下環境中，由于其具有化學生物毒性和較強的放射性，因此放射性物質引起的污染物危害問題引起了公眾的廣泛關注。¹²⁷I和¹²⁹I是具有超長半衰期的高揮發性放射性污染物。¹³¹I是鈾裂變的主要副產品，其半衰期相對較短(約8天)。放射性的I₂和CH₃I對生物環境和人體健康構成嚴重威脅，必須先消除碘，再排放到自然環境中。因此，安全處置放射性核廢料是核能可持續發展的保障。在各種處理方法中，吸附法被認為是去除環境污染物的有效手段。而各種吸附劑，特別是新型材料對放射性核素的吸附已被認為是最有效的方法之一。

新型共價有機框架(COFs)材料對放射性污染物的吸附因其表面積大、吸附動力學快、吸附容量大等優點正受到廣泛研究。2017年，Lin等開發了具有高吸附能力的微孔彈性氫鍵交聯有機骨架HCOF-1(2.9g/g)。2018年，Wang等合成了5種不同孔徑(2.2-3.3nm)的2DCOFs，其吸收能力增加，高達70％的碘被COFs捕獲。雖然，現有的COF_S材料具有較好的碘吸附能力，但是，發明人發現，目前用于碘吸附的COF_S材料吸附速率小，吸附容量低，需要頻繁的對已經飽和的COF_S材料進行處理，釋放出碘，進而再利用。因此，如何提供一種吸附速率較高并且吸附容量高的COF_S材料對于提高碘吸附效率和降低成本具有重要意義。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述問題，本公開提供了一種四硫富瓦烯基共價有機框架材料及其制備方法和應用，該四硫富瓦烯基共價有機框架材料能夠有效提高碘吸附速率，10小時之內幾乎為線性增長，18小時達到飽和，極大地提高了碘吸附速率并降低了成本。

具體地，本公開的技術方案如下所述：

在本公開的第一方面，一種四硫富瓦烯基共價有機框架材料，結構如式Ⅰ所示：

在本公開的第二方面，一種四硫富瓦烯基共價有機框架材料的制備方法，包括：以2,3,6,7-四(4-甲酰基)四硫富瓦烯和4,7-雙(4-氨基苯基)-2,1,3-苯并噻二唑為原料，采用溶劑熱法制備而成。

在本公開的第三方面，一種四硫富瓦烯基共價有機框架材料在放射性核素碘吸附中的應用。

本公開中的一個或多個技術方案具有如下有益效果：

(1)、COFs材料既滿足了吸附碘蒸汽所需多孔、大的比表面積等特性，完成對碘的物理吸附，也可以使碘分子轉換為離子產生化學吸附，提高碘吸附的效果。