[发明专利]一种含氟共轭微孔聚合物的应用

说明书

一种含氟共轭微孔聚合物的应用，涉及一种共轭微孔聚合物的应用。本发明是要解决现有的重金属污染物的吸附材料制备困难、孔径难以调节以及杂原子引入难以控制的技术问题。本发明的含氟共轭微孔聚合物的结构如下：本发明以1，4‑二溴‑2，3‑二氟苯与1，3，5‑三乙炔苯采用Sonogashira偶联的方法制备邻氟共轭微孔聚合物，所述方法属于单体之间的聚合，具有工艺简单、易于操作和产量高的优势。本发明将氟原子引入到共轭微孔聚合物的骨架中且氟处于邻位，增强了与贵重金属的亲和力，作为吸附剂时具有吸附容量大、去除率较高的优点，对于回收水体中的贵重金属离子实现资源化，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种共轭微孔聚合物的应用。

背景技术

随着经济的快速发展，工业化的进程加快，工业废水急剧增加，导致水中重金属污染逐年上升。为了减轻环境的压力，物理吸附、化学分解和生物降解等方法被广泛应用到水系污染物的治理中。其中，物理吸附可以避免对环境的二次污染，且具有高效率、低成本等优点，在对重金属污染物的处理上扮演着重要角色。然而，传统的物理吸附剂，如活性炭、沸石和天然纤维等，对重金属往往表现出吸附量低、选择性吸附和循环性差等缺点。为了克服这些不足，许多新型吸附材料也逐渐应用到污染物的处理中，其中包括纳米结构的金属氧化物、碳纳米管、多孔石墨烯和多孔BN纳米片层等，这些新材料对污染物表现出良好的吸附性能。但是，这些材料仍然存在制备困难、孔径难以调节以及杂原子引入难以控制等问题。因此，发展具备高吸附量、出色的吸附选择性和循环性以及低成本的新型物理吸附材料显得尤为重要。

有机多孔聚合物由于其丰富的孔道结构和多样的合成方法，在近几年得到快速地发展。共轭微孔聚合物(CMPs)作为有机多孔聚合物的一种，具有高比表面积、出色的化学和热稳定性以及沿分子链延伸的共轭结构等优点，使其广泛应用于吸附、催化、能量储存等领域。为了进一步拓宽共轭微孔聚合物的应用范围，将F原子引入到聚合物骨架可以改善材料的相关性能。

发明内容

本发明是要解决现有的重金属污染物的吸附材料制备困难、孔径难以调节以及杂原子引入难以控制的技术问题，而提供一种含氟共轭微孔聚合物的应用。

本发明的含氟共轭微孔聚合物的结构如下：

表示重复结构单元。

本发明的含氟共轭微孔聚合物的制备方法如下：

在保护气氛下，将1，3，5-三乙炔苯、1，4-二溴-2，3-二氟苯、催化剂和胺类溶剂均匀混合，然后进行Sonogashira偶联反应，然后依次进行自然冷却、静置2h～3h、抽滤洗涤、滤饼进行干燥和研磨，得到邻氟共轭微孔聚合物；

所述的1，3，5-三乙炔苯和1，4-二溴-2，3-二氟苯的摩尔比为(1～9):1；

所述的催化剂为碘化亚铜和四三苯基膦钯的混合物，碘化亚铜和四三苯基膦钯的摩尔比为(0.5～4):1；

所述的胺类溶剂为N-N-二甲基甲酰胺和三乙胺的混合物，N-N-二甲基甲酰胺和三乙胺的体积比(0.5～4):1；

所述的1，3，5-三乙炔苯和碘化亚铜的摩尔比为(500～300):1；

所述的1，3，5-三乙炔苯的物质的量和三乙胺的体积比为(0.3mmol～0.5mmol):1mL；

所述的Sonogashira偶联反应的聚合温度为60℃～100℃，时间为24h～96h；反应在搅拌下进行，且搅拌速度为550r/min。

本发明的邻氟共轭微孔聚合物应用于作为吸附剂吸附废水中的贵重金属离子。

所述的1，3，5-三乙炔苯和1，4-二溴-2，3-二氟苯依次具有式II和III所示的结构：