[发明专利]一种基于双柱[5]芳烃的超分子有机框架及其吸附有机染料的应用

说明书

本发明设计合成了一种基于双柱[5]芳烃的超分子有机框架NBP5‑TG，是以对羟基苯甲醛功能化的双柱[5]芳烃（NBP5）为主体，4‑氨基吡啶功能化的的三足化合物（TG）为客体，在DMSO/H₂O的二元体系中组装络合而成。该超分子有机框架NBP5‑TG在水中可以与多种有机染料发生作用，进而实现对有机染料的高效吸附。实验表明，本发明超分子有机框架NBP5‑TG对水溶液中有机染料的去除率均可达到80%以上，因此可将其应用于废水中有机染料的吸附。

技术领域

本发明涉及一种超分子有机框架，尤其涉及一种基于双柱[5]芳烃的超分子有机框架；本发明同时还涉及该超分子有机框架在高效吸附水溶液中有机染料的应用，属于化学合成领域、有机染料的吸附领域。

背景技术

随着世界的工业化，由纺织，皮革，造纸和印刷行业产生的大量染料废水排放已经导致严重的环境问题，这些污染物在水中积累到一定程度，就会超过环境的自我修复能力，从而对人类和其他生物的健康造成无法逆转的伤害。用于检测和去除这些有机染料的污染物的方法有很多，如氧化，光催化，生物降解等化学方法，也有凝结，膜过滤和吸附等物理方法。然而，这些方法仍然面临诸如效率低，选择性差，花费代价太高等诸多问题。因此，开发用于以高效率去除有机污染物的新型材料是一个极具挑战的课题。

近年来，柱芳烃作为新的大环主体，它的性质渐渐被人们发掘出来。柱芳烃由Ogoshi在2008年首次合成，是由对苯二酚或对苯酚醚通过亚甲基在苯环的对位连接而成的一类环状低聚物。柱芳烃历经了从初步合成、结构探索、到进一步官能化、主客体络合性质探索、自组装研究等过程，使其在超分子主客体化学中的地位日益凸显，为构建新型的超分子体系提供了良好的机会。虽然通过主客体作用形成的超分子有机框架已经有了很多的报道，但是由双柱[5]芳烃与4-氨基吡啶功能化的三足化合物通过主客体相互作用形成的超分子有机框架在有机染料的吸附方面还没有被广泛的研究和报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于双柱[5]芳烃的超分子有机框架及制备方法；

本发明的另一目的是对上述超分子有机框架NBP5-TG对有机染料的吸附性能进行研究。

一、超分子有机框架及其制备

本发明基于双柱[5]芳烃的超分子有机框架，是以对羟基苯甲醛功能化的双柱[5]芳烃（NBP5）为主体，4-氨基吡啶功能化的三足化合物（TG）为客体，加热溶解于DMSO/ H₂O二元体系中组装络合而成。具体位置：将主体对羟基苯甲醛功能化的双柱[5]芳烃（NBP5）与客体4-氨基吡啶功能化的的三足化合物（TG）以3:1~3:1.1的摩尔比加热溶解于DMSO/H₂O二元体系中，再冷却至室温，得到稳定的凝胶，即为超分子有机框架，标记为NBP5-TG。

所述对羟基苯甲醛功能化的双柱[5]芳烃（NBP5）的结构式如下：

所述4-氨基吡啶功能化的三足化合物（TG）的结构式如下：

所得超分子有机框架NBP5-TG的结构式如下：

DMSO / H₂O二元体系中，DMSO与H₂O的体积比为4:1~3: 1；主客体以0.1~0.3 g /mL溶解于DMSO/H₂O二元体系中。