[发明专利]一种具有混合离子骨架结构的有机多孔材料、膜材料及制备方法

权利要求书

1.一种具有混合离子骨架结构的有机多孔材料，其特征在于，所述具有混合离子骨架结构的有机多孔材料上同时具有阴离子型和阳离子型两种官能团，其结构式如式(Ⅰ)所示：

2.一种具有混合离子骨架结构的有机多孔材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将4,4'-二氨基-2,2'-二磺酸钠-联苯、溴化乙锭和2,4,6-三羟基-1,3,5-苯三甲醛放入反应容器中，加入反应溶剂和催化剂，在100～130℃下反应5～7天，得到混合液；所述的4,4'-二氨基-2,2'-二磺酸钠-联苯、溴化乙锭和2,4,6-三羟基-1,3,5-苯三甲醛的摩尔比为1:2:2，且每1mmol的2,4,6-三羟基-1,3,5-苯三甲醛反应单体所需加入的反应溶剂为20mL；

步骤二：将步骤一得到的混合液分别用N,N-二甲基甲酰胺和甲醇溶液冲洗去除能够溶解的有机物，后将所得的不溶性产物浸泡在N,N-二甲基甲酰胺中并持续搅拌2天，随后过滤得到不溶性的固体粉末，然后用四氢呋喃和甲醇依次对固体粉末进行索式提取2天，最后在加热条件下真空干燥，得到具有混合离子骨架结构的有机多孔材料。

3.根据权利要求2所述的一种具有混合离子骨架结构的有机多孔材料的制备方法，其特征在于，所述的反应溶剂为二氯苯、丁醇、N，N-二甲基甲酰胺、1,4-二氧六环和1,3,5-三甲苯中的一种或多种的混合。

4.根据权利要求2所述的一种具有混合离子骨架结构的有机多孔材料的制备方法，其特征在于，所述的催化剂为乙酸溶液或对甲苯磺酸；

当采用乙酸溶液作为催化剂时，乙酸溶液的浓度为6mol/L，且催化剂的加入量与反应溶剂的体积比为1:5；

当采用对甲苯磺酸作为催化剂时，催化剂的加入量与反应单体2,4,6-三羟基-1,3,5-苯三甲醛的摩尔比为3:1。

5.根据权利要求2所述的一种具有混合离子骨架结构的有机多孔材料的制备方法，其特征在于，步骤二中搅拌时间和索氏提取时间均为2天，步骤二中真空干燥具体为：于60～100℃下在真空干燥机内干燥12小时。

6.一种基于具有混合离子骨架结构的有机多孔材料的膜材料的制备方法，所述具有混合离子骨架结构的有机多孔材料采用权利要求2-5任一项所述的制备方法制得，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：向具有混合离子骨架结构的有机多孔材料加入甲醇后进行充分研磨；

步骤二：将步骤一研磨后的材料放入去离子水或去离子水与甲醇组成的混合溶剂中，进行超声分散；

步骤三：将步骤二所得的超声分散混合溶液静置沉淀，以去除大块颗粒物，后将上清液进一步离心去除未分散的细颗粒物，收集上清液；

步骤四：将步骤三所收集的上清液进行抽滤，得到具有混合离子骨架结构的有机多孔材料的膜材料。

7.根据权利要求6所述的一种基于具有混合离子骨架结构的有机多孔材料的膜材料的制备方法，其特征在于，所述研磨具体为：在研钵中加入具有混合离子骨架结构的有机多孔材料粉末，并加入甲醇后充分研磨1～3小时。

8.根据权利要求6所述的一种基于具有混合离子骨架结构的有机多孔材料的膜材料的制备方法，其特征在于，所述超声分散具体为：将研磨后的材料粉末置于容器中，并加入去离子水或去离子水与甲醇的混合溶剂，随后置于超声波清洗器中超声2～5小时，其中混合溶剂中去离子水与甲醇之间的体积比为1:1。

9.根据权利要求6所述的一种基于具有混合离子骨架结构的有机多孔材料的膜材料的制备方法，其特征在于，所述离心过程具体为：将超声分散并静置后的上清液置于离心机中，设定转速6000～10000转/分钟，离心时间8～12分钟。