[发明专利]一种快速低温制备席夫碱共价有机框架材料的方法及应用

说明书

本发明涉及水处理领域。本发明涉及一种快速低温制备席夫碱共价有机框架材料的方法及其应用。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)和酸性催化剂加入到均三甲苯和二氧六环混合溶液体系中，静置反应数分钟，得到黄色TPB‑DMTP‑MIPCOF粉末。此方法操作简单、反应条件温和、合成速度快、制备效率高，且制备的席夫碱共价有机框架材料表现出对内分泌干扰化合物的优异的吸附效果，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

本发明涉及水处理领域，尤其是一种快速低温制备席夫碱共价有机框架材料的方法及其除去废水中双酚有机小分子的应用。

背景技术

共价有机框架(COFs)是一类新型的结晶多孔材料，由有机连接体通过可逆共价键形成，有机单元由轻元素(H、B、C、N、O等) 组成。由于其独特的性质，如固有的孔隙率，结晶性、可调的孔径，有序的通道结构，高的比表面积，优异的热化学稳定性和多样化的功能，使得COFs近年来在许多领域引起了科研工作者的广泛关注，如吸附水中污染物、气体捕获/分离、膜分离、光催化产能和电催化降解等。席夫碱反应是目前搭建COFs材料最为常用的方法之一，其所合成的席夫碱COFs具有更强的溶剂(水、有机溶剂、酸/碱等)稳定性，是未来COFs材料科学发展的主要趋势。目前用于合成席夫碱 COFs最普遍的是传统溶剂热法，此外机械研磨法、微波辅助合成法、热回流合成法、离子热合成法和界面辅助合成法等制备方法仍广泛使用。但这些方法一般需要苛刻的反应条件，如高的反应温度(≥90℃)、长的反应时间(数小时至数天不等)或复杂的操作过程等条件。因此，一种反应条件温和，制备效率高的合成席夫碱共价有机框架材料的方法亟需探索。

双酚A(BPA)和双酚AF(BPAF)是典型的内分泌干扰化合物 (EDCs)，并且广泛地存在于水环境中,是毒性很强的有机污染物，当水环境被酚类污染物污染后，部分酚类污染物变成溶解物，对生态平衡造成严重的破坏。双酚类物质会在人体和生物体中逐渐积累，难以分解，据报道，长期接触双酚类物质会对健康产生不利影响，同时可能会导致患糖尿病、高血压、心血管疾病和肥胖症的风险增加。基于生物体健康考虑，应该采取有效的方法从废水中除去EDCs。目前有许多去除废水中EDCs的研究方法，如臭氧氧化法、高级氧化法、电化学方法、吸附方法、纳滤法、超滤法和微生物方法等。其中吸附法能有效和快速地去除污染水体中的EDCs，且设计简单、操作成本低，能减少有害副产物的产生。

因此，探索反应条件温和，高效率合成席夫碱共价有机框架材料的方法，使制备的材料对不同的内分泌干扰化合物有优异的吸附能力，在水处理杂质吸附领域具有重要的意义。

发明内容

本发明提供了一种快速低温制备席夫碱共价有机框架材料的方法以及席夫碱共价有机框架材料在废水中除去EDCs的应用。该方法具有操作简单、反应条件温和、合成速度快、制备效率高的特点。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案:

(1)基于快速低温制备席夫碱共价有机框架材料的方法，TAPB 和DMTA合成示意，其中TPB-DMTP-MIPCOF的合成示意为：

本发明另一方面提供了所述的快速低温制备席夫碱共价有机框架材料的制备方法，其包含以下步骤：

(1)将1,3,5-三(4-氨苯基)苯(TAPB)、2,5-二甲氧基苯-1,4-二甲醛(DMTA)、酸性催化剂依次加入到反应溶剂中，得到混合反应液；其中，所述反应溶剂为二氧六环和均三甲苯的混合溶液；其中，催化剂为酸性催化剂，由乙酸和路易斯酸组成。

(2)对所述混合反应溶液所在的反应容器进行密封；其中，所述密封为在常温常压下密封，或者，冷冻后在真空下密封；

(3)将密封后的混合反应溶液置于0℃-室温环境下，反应10分钟– 60分钟，以制备得到所述席夫碱共价有机框架材料。