[发明专利]一种有机纳米多孔聚合物和吸附饮用水中重金属的方法

说明书

本申请属于有机微孔聚合物领域，具体涉及一种纳米有机微孔聚合物和吸附饮用水中重金属的方法。本发明所提供的有机纳米多孔聚合物的聚合单元如式(I)所示，由2,3,8,9,14,15‑六卤代‑5,6,11,12,17,18‑六氮杂联三萘和1,2,4‑三羟基苯反应得到，具有良好的重金属吸附性能和亲水性能、高度均一的纳米孔径和高的比表面积，可让水相快速进入多孔材料并与其高效地接触，最终实现饮用水中低浓度重金属的快速捕捉和有效去除，解决饮用水中超痕量重金属移除等难点问题。其制备简单，工艺优化，反应条件温和，原料成本低廉，产品纯度高，可广泛应用于饮用水净化领域。

技术领域

本发明属于重金属吸附技术领域，具体涉及一种有机纳米多孔聚合物和吸附饮用水中重金属的方法。

背景技术

一般来说，来自自来水厂处理后的饮用水都能达到居民安全的饮用水标准，然而在实际生活中饮用水中重金属含量超标事故频有发生。究其原因，从源头上来看，主要由于工业布局不合理，缺乏统一规划，产业结构不合理，导致大量重金属相关企业无序发展，结构性污染突出，生产工艺技术落后，治理水平不高，一些企业无组织排放现象严重；从技术支持来看，基础工作薄弱，技术支撑能力不足，重金属污染物排放自动在线监控装置缺乏，应急装备水平偏低，污染预警应急体系尚未建立；从制度和监督方面来看，法规制度建设滞后，标准体系不完善，现行环境质量标准中重金属污染控制内容较少，重金属累积效应考虑不足，污染源排放标准与人体健康标准尚未充分衔接，重点行业、重点区域的重金属污染防治技术要求有待补充完善。环境监管能力不足，监督管理不到位，也是造成重金属污染严重的重要原因之一。此外，自来水在输送的过程中，由于管路的老化、错接、破损，小区的二次供水等原因，给居民饮用水带来了不可忽略的重金属污染。例如，管路在输送水过程中，常因水压太强而造成水管破裂，或因道路工程、埋地线、挖地基而使管路受损，致使自来水向外渗透，并因虹吸原理，造成反渗透，使管外重金属污染物渗入自来水体。因此，面对日显严重的水源水体重金属污染问题，如何科学有效地应对，已成当务之急。

多孔聚合物因其高的比表面积、良好的物理化学稳定性和独特的骨架结构成为重金属吸附领域的研究热点。然而，目前市场上的多孔聚合物对水中的重金属的吸附性能普遍较差，不能完全去除水中的重金属，当水中的重金属含量处于较低浓度水平或痕量水平时这类多孔聚合物停止工作。而且，大部分商用的净化材料速度较慢，对水质环境(如pH)的要求也较高，无法实现饮用水中痕量重金属的快速捕捉和吸附。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种有机纳米多孔聚合物应用于吸附饮用水中的重金属，具有吸附效率高、吸附迅速、合成成本低和环境友好等优点。

本发明的具体技术方案如下：

一种有机纳米多孔聚合物，其特征在于，其聚合单元如式(I)所示：

其中，R选自F、Cl或Br；

其分子量为1000～10000。

优选的，所述有机纳米多孔聚合物的制备方法包括：在惰性气体环境下，将2,3,8,9,14,15-六卤代-5,6,11,12,17,18-六氮杂联三萘和1,2,4-三羟基苯在反应溶剂中进行反应，得到所述有机纳米多孔聚合物；

所述2,3,8,9,14,15-六卤代-5,6,11,12,17,18-六氮杂联三萘的结构为：

x选自F、Cl或Br。

优选的，所述2,3,8,9,14,15-六卤代-5,6,11,12,17,18-六氮杂联三萘和所述1,2,4-三羟基苯的摩尔比为1:(1～10)，更优选为1:(1～3)。

优选的，所述反应的温度为100～170℃，时间为6h～120h。