[发明专利]一种具有分子印迹型的共价有机框架材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于水处理领域，本发明涉及一种具有分子印迹型的共价有机框架材料及其制备方法和应用。其步骤包括：将1,3,5‑三(4‑氨苯基)苯(TAPB)，2,5‑二甲氧基苯‑1,4‑二甲醛(DMTA)和不同模板量的印记分子加入到含有催化剂的邻二氯苯/正丁醇溶液体系中，得到黄色TPB‑DMTP‑MIPCOF粉末。此类材料综合了COFs材料的高吸附能力，高稳定性和MIPs的特异性和选择识别性能，表现出对多氟双酚化合物的优异的吸附效果，且稳定性好，可循环使用并易于分离回收，在水处理杂质吸附领域具有重要的意义。

技术领域

本发明属于水处理领域，涉及一种具有分子印迹型的共价有机框架材料及其制备方法和应用。

背景技术

双酚AF(Bisphenol-AF，BPAF)凭借其特殊性质被广泛应用于电子设备、光学纤维、食品加工设备等领域。BPAF作为一种新兴的内分泌干扰物，经环境进入人体后会逐渐在体内蓄积，干扰正常的激素分泌，严重威胁着人体健康，但相关研究较少，因此提出一种简单、快速且有效的去除方法势在必行。

共价有机框架(covalent organic framework，COF)材料是一种新型的晶型有机多孔材料，因其具有比表面积高、密度小、稳定性好、孔结构规整和种类丰富等诸多优点，通过改变构筑单体的大小和形状、引入特殊官能团和活性位点等方法，可以增强污染物与COFs材料的相互作用(氢键相互作用、π-π相互作用和范德华力等)，使COFs 材料在水处理领域应用中有优异的表现。

分子印迹技术是一种针对特定目标物制备高选择识别材料的技术，所制备的材料称为分子印迹聚合物(MIP)。制备过程中模板分子与功能单体之间通过可逆共价键或非共价键相互作用形成复合物，当模板分子被洗脱后，在材料中留下了空间大小、功能基团分布与模板分子相匹配的识别位点。MIPs具有亲和力强、选择性高和稳定性好的优点，可作为高选择性吸附剂去除环境中的目标有机污染物。

COFs具有较大的比表面积和丰富可调的骨架结构，可用于水环境中污染物的分离和去除，但其吸附过程特异性较低，难以选择性去除复杂水体中的目标有机污染物。MIPs因具有专一识别目标分子的能力，可作为高选择性吸附剂去除环境中的目标有机污染物，但其吸附容量较低。因此，将COFs的高吸附容量和MIPs的高选择性识别能力相结合，研制具有高吸附能力，高选择性的新型分子印迹型COFs材料，在水处理杂质吸附领域具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有分子印迹型的共价有机框架材料及其制备方法和应用；本发明针对现有技术，为了同时提高材料的吸附能力、选择性和稳定性，将模板分子与功能单体之间通过可逆共价键相互作用形成复合物，制备含有分子印迹孔穴的MIP-COFs。综合了 COFs材料的高吸附能力，高稳定性和MIPs的特异性和选择识别性能，具有良好的应用前景。该体系为构筑能够高选择性去除环境有机污染物的新型吸附剂提供了新的思路。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案:

(1)基于分子印迹型的共价有机框架材料TAPB、DMTA和BPAF 合成示意，其中TPB-DMTP-MIPCOF的合成示意为：

(2)将所述分子印迹型的共价有机框架材料TPB-DMTP-MIPCOF 的合成步骤如下:

将1,3,5-三(4-氨苯基)苯(TAPB)，2,5-二甲氧基苯-1,4-二甲醛 (DMTA)和双酚AF(BPAF)加入到含有催化剂的邻二氯苯/正丁醇溶液体系中，加入到Pyrex管中。利用液氮将其冷冻，接着抽真空，再解冻，上述操作重复三次除氧。之后用火焰喷枪将Pyrex管密封后置于恒温烘箱中反应。体系冷却到室温后，产物通过离心收集，并用洗脱剂反复洗涤，经100℃下真空干燥后得到黄色 TPB-DMTP-MIPCOF粉末。