[发明专利]一种离子液体-多级孔道酚醛树脂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种离子液体‑多级孔道酚醛树脂及其制备方法与应用。所述离子液体‑多级孔道酚醛树脂是将间氨基苯酚和表面活性剂室温下充分溶解于溶剂中，然后调节溶液为弱碱性，加入甲醛进行羟甲基化反应，再加入硅烷化咪唑离子液体为表面功能化修饰剂，搅拌均匀后放入水热反应釜进行固化，最后经冷却、离心、洗涤、冷冻干燥得到多级孔道酚醛树脂。本发明采用水热法制备的离子液体‑多级孔道酚醛树脂，具有孔道多样、比表面积大、传质速率快、吸附容量高的优点，可作为样品前处理吸附剂用于环境、食品、药品、生物材料中有机污染物的萃取分离。

技术领域

本发明涉及酚醛树脂合成工艺领域，具体地说是一种离子液体-多级孔道酚醛树脂及其制备方法与应用。

背景技术

随着材料需求的增长和科学技术水平的提高，人们开发了比天然树脂用途更广泛的合成树脂。目前，在三大合成材料(合成树脂与塑料、合成橡胶、合成纤维)中，合成树脂生产最早、产量最大、应用最广。酚醛树脂作为第一个由苯酚和甲醛在催化剂作用下制得的合成树脂，由于成本低、原料易得、制备过程简单、亲水基团丰富和表面易修饰的特点而被作为吸附剂广泛用于样品前处理领域。但传统酚醛树脂合成有机试剂用量大、表面光滑、孔隙率低、比表面积小和吸附作用力单一，极大影响其对目标物的吸附，这也限制了其应用范围。

近年来，许多研究人员通过添加“硬模板”提高吸附剂的孔隙率，但常通过高温碳化或强酸强碱腐蚀去除硬模板，从而破坏了整体结构或导致官能团“失活”。也有研究人员使用氨基苯酚/巯基苯酚/硝基苯酚作为功能单体来丰富酚醛树脂表面的吸附作用力，但这些功能基团常由于空间位阻影响而受到限制。离子液体(IL)是由带正电离子和带负电离子构成的绿色溶剂。咪唑IL由于能够提供静电、离子交换和π-π相互作用而被广泛用作聚合物或功能性单体的表面改性剂。最近，有研究表明离子液体也可以作为扩孔剂或致孔剂被用于聚合物制备中。然而，对于样品的检测，大部分时间都消耗在样品前处理上。因此，开发一种合成过程绿色、比表面积大、吸附作用丰富、传质速率快的吸附剂是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的就是提供一种离子液体-多级孔道酚醛树脂及其制备方法与应用，以解决传统酚醛树脂孔道和吸附作用单一、比表面积小、传质速率慢、选择性差的问题，并以离子液体-多级孔道酚醛树脂为样品前处理的吸附剂，用于环境水中氯代三嗪除草剂的萃取分离。

本发明是这样实现的：本发明中离子液体-多级孔道酚醛树脂，以间氨基苯酚为功能单体、甲醛为交联剂、F127为表面活性剂、离子液体为表面功能化修饰剂，在设定温度下预聚合后在高温高压条件下固化，经离心、洗涤、干燥后制得。

其具体制备方法如下：

(1)以间氨基苯酚替代传统的苯酚为功能单体、甲醛为交联剂、F127为表面活性剂，将间氨基苯酚和F127搅拌完全溶于溶剂后，加入甲醛进行羟甲基化反应，得到乳白色水凝胶；

(2)向乳白色水凝胶中加入功能化修饰剂IL并搅拌均匀，然后转入水热高压反应釜内衬中置于鼓风干燥箱中加热进行固化，冷却、离心后得到固体物质；将所得固体物质依次用乙醇和去离子水洗涤，再经冷冻干燥后得到离子液体-多级孔道酚醛树脂。

步骤(1)间氨基苯酚和甲醛的摩尔比为1:2～1:4。

步骤(1)表面活性剂F127的加入摩尔数为间氨基苯酚的0.001～0.01倍。

步骤(1)所述溶剂为无水乙醇-水的混合溶剂。

步骤(2)加入的离子液体为1-烯丙基-3-丙基三甲氧基硅烷咪唑氯化物，用量为间氨基苯酚质量的0.25～1.0倍。

步骤(2)将所得水凝胶在水热釜中于80～120℃鼓风干燥箱中固化12～24h，冷却后经离心、洗涤、干燥得到离子液体-多级孔道酚醛树脂。

制备的离子液体-多级孔道酚醛树脂作为吸附剂用于水样品中氯代三嗪除草剂的萃取分离。