[发明专利]一种高分子聚合物吸附剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种高分子聚合物吸附剂及其制备方法，所述的高分子聚合物吸附剂具体按照如下方法进行制备：在制孔剂中加入二乙烯基苯、烯烃酰胺类物质与引发剂，混合均匀，在10～50℃下搅拌反应1～10h，得到混合液；将所得混合液转移至有聚四氟乙烯内衬的不锈钢晶化釜中，于90～200℃晶化箱中晶化4～48h使反应物发生聚合反应，待反应完全后取出不锈钢晶化釜，自然冷却至室温；将经过晶化后的固体产物取出转移至真空干燥箱中真空干燥，得到目标产物高分子聚合物PDVB‑CONH₂。本发明通过对高分子骨架合理地嫁接官能团，有效地增加了材料的吸附位点，大大提高了高分子材料的单位质量的NOx吸附容量。

(一)技术领域

本发明属于环境化学、材料化学的技术领域，涉及空气污染物的处理，特别涉及一种有机高分子材料及其制备方法与在常温NOx的吸附净化处理方面的应用。

(二)背景技术

随着工业化进程的加快，当今世界人均汽车保有量极大增加，在行车以及停车过程中尾气产生的NOx(NO+NO₂)作为一种对人体有害物质时时伴随着我们。如在长隧道以及停车场等半封闭场所遭遇堵塞停留，汽车尾气中会持续产生大量NOx难以迅速排入大气，而直接被人体吸收造成眼睛和粘膜刺激、头痛、呼吸道疾病和肺功能障碍等病状，对人体健康产生巨大压力。

目前对于长隧道以及停车场等半封闭场所的空气净化主要采用通风的方式进行处理，但在实际应用中效果并不理想。采用吸附材料对低浓度NOx进行富集吸附是一种极有效的方法。如中国专利(CN106824077A)提出的改性活性炭纤维方法，活性炭纤维具有丰富的微孔结构能够使NOx在孔道内聚集，因而对于NOx具有很好的吸附效果，但是在应用过程中活性炭纤维吸收对NO₂吸附较好，但对NO吸收能力很弱，另外，碳材料受杂质气体影响较大，尤其是水汽影响，会导致吸附量大幅下降；Zhang等人(Langmuir.,1993,9:2331-2334)提出的采用分子筛作为一种NOx吸附材料，同样也存在对NO无法完全吸附的缺点，因此急需研发一种常温下更为高效、应用方便、制备流程简洁的NOx吸附材料。

(三)发明内容

本发明目的就是提供一种高分子聚合物及其制备方法与常温吸附NOx应用。

为实现上述发明目的，本发明采用溶剂热法，以二乙烯苯为主要单体构建骨架并提供三维纳米网络孔道，通过聚合过程中在网络孔道内部引入具有双键烯烃结构的酰胺物质，制备了一种高效的NOx吸附材料，并提供其在常温吸附NOx上的应用。

本发明采用以下技术方案：

一种高分子聚合物吸附剂，其具体按照如下方法进行制备：

(1)在制孔剂中加入二乙烯基苯(DVB)、烯烃酰胺类物质与引发剂，混合均匀，在10～50℃下搅拌反应1～10h，得到混合液；所述的二乙烯基苯、制孔剂与所述的烯烃酰胺类物质的质量比为1～10：1～40：1；所述的引发剂与DVB质量比为0.1～50：1000；所述的引发剂为二乙烯基苯的良溶剂；

(2)将步骤(1)所得混合液转移至有聚四氟乙烯内衬的不锈钢晶化釜中，于90～200℃晶化箱中晶化4～48h使反应物发生聚合反应，待反应完全后，从所述晶化箱中取出不锈钢晶化釜，自然冷却至室温；

(3)将经过步骤(2)晶化后的固体产物从所述不锈钢晶化釜取出，转移至真空干燥箱中真空干燥，得到目标产物高分子聚合物PDVB-CONH₂。

进一步，步骤(1)中，所述的制孔剂为甲醇、乙醇、甘醇、聚乙二醇、1，4-丁二醇、甘油、苯酚、邻羟基苯甲醛、三氯甲烷、乙酰水杨酸、草酸、醋酸、甲苯、庚烷、正己烷、环己烷、苯、二甲苯、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、DMF、苯甲酸、苯甲酰胺、四氢呋喃、丙酮、环戊酮、吡啶、尿素、丙氨酸、二乙醇胺或乙酸乙酯中的一种或任意几种的混合物。

再进一步，步骤(1)中，所述的制孔剂优选为苯、DMF、四氢呋喃、丙酮、乙酸乙酯。