[发明专利]一种用于废水的高效吸附有机多孔材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于废水的高效吸附有机多孔材料及其制备方法。本发明的高效吸附有机多孔材料主要针对于废水中的金属离子、有机溶剂、碘、硝基爆炸物和二氧化碳等杂质进行吸附，该吸附材料是由芳香杂环化合物通过傅克酰基化交联而成，具有吸附容量大、吸附时间短、循环使用性能好的特点。本发明提供的制备高效吸附剂方法操作简单、无需高温、成本较低、成品率高，符合实际应用的要求，适于工业推广。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种用于废水的高效吸附有机多孔材料及其傅克酰基化制备方法。

背景技术

由于泄漏和排放造成的水污染以及被广泛关注的二氧化碳问题严重威胁着地球上所有生物的安全。多孔有机聚合物作为一类新型的吸附材料，具有高的比表面积和永久的孔结构。同时，由于其在合成多样性、孔径可控性和孔表面改性等方面的优势，被尝试用于金属离子、有机溶剂、碘、硝基爆炸物和二氧化碳等的高效吸附。相较于传统制备多孔有机聚合物的方法，傅克酰基化反应是一类新型、高效聚合反应的统称，具备快速高效、反应条件温和、原料廉价易得、提纯简便、产物区域选择性和立体选择性好等突出优势。

如何选择原料进行傅克酰基化反应，通过交联制备得到对金属离子、有机溶剂、碘、硝基爆炸物和二氧化碳等具有高效吸附作用的有机多孔材料，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述技术问题，提供一种高效吸附有机多孔材料及其制备方法。本发明获得的吸附剂对金属离子、有机溶剂、碘、硝基爆炸物和二氧化碳等具有高效吸附作用。

本发明的目的之一是提供一种高效吸附有机多孔材料，其中，所述多孔材料包括含有苯并噻吩、苯并呋喃、苯并咪唑、吲哚或咔唑基团的芳香杂环多孔聚合物，其是通过芳香杂环化合物经傅克酰基化交联而成；其中，所述的芳香杂环化合物中至少含有以下一种基团：

具体的，本发明所述的高效吸附有机多孔材料的结构式包括以下中的任一种：

本发明的目的之二是提供上述高效吸附有机多孔材料的制备方法，其包括以下步骤：

(1)于氮气氛围下，将芳香杂环化合物、二甲氧基甲烷和无水三氯化铁添加至溶剂中；

(2)控制反应温度，进行傅克酰基化反应数小时；

(3)对步骤(2)所得物进行过滤，并用大量蒸馏水冲洗过滤后的产物，重复以上操作，直至洗至滤液无色；

(4)对过滤后所得固态产物进行干燥，得到所述高效吸附有机多孔材料。

进一步的是，步骤(1)中所述溶剂为沸点在80℃以上能溶解芳香杂环化合物的有机溶剂，其用量以将芳香杂环化合物完全溶解即可。

进一步的是，步骤(1)中所述的二甲氧基甲烷和无水三氯化铁的质量比为1:1；所述芳香杂环化合物和二甲氧基甲烷的质量比在1:2以上。

进一步的是，步骤(2)中所述的制备工艺条件为：控制温度条件80-120℃，反应时间18-36小时。

进一步的是，步骤(4)中所述的干燥工艺为真空干燥、超临界干燥或冷冻干燥。

本发明由芳香杂环化合物通过傅克酰基化反应交联制备对金属离子、有机溶剂、碘、硝基爆炸物和二氧化碳等具有高效吸附作用的有机多孔材料，该吸附剂具有吸附容量大、吸附时间短、循环使用性能好的特点。本发明的傅克酰基化制备方法操作简单、无需高温、成本较低、成品率高，符合实际应用的要求，适于工业推广。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：