[发明专利]一种用于从水中去除全氟和多氟烷基物质(PFAS)的富氮吸附剂制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种用于从水中去除全氟和多氟烷基物质(PFAS)的富氮吸附剂制备方法，包括以下步骤：步骤一，将多胺基化合物与三聚氯氰分别溶解到有机溶剂中形成透明溶液；步骤二，在惰性气氛下，将三聚氯氰溶液滴加到双胺基化合物溶液中，并使用油浴锅缓慢加热；步骤三，在惰性气氛下，继续加热，并且回流一段时间，经过离心、洗涤、干燥后，获得目标产物富氮吸附剂，还公开了该制备方法得到的吸附剂材料在从水中去除PFAS应用及其他吸附分离领域应用，本发明适用于吸附分离技术领域，所制备的吸附剂有丰富的亚胺和季胺基团，具有很强的正电性，对于PFAS具有很好的吸附性能，所制备的吸附剂具有稳定的化学结构，化学稳定性和热稳定性强。

技术领域

本发明属于吸附分离技术领域，具体是一种用于从水中去除全氟和多氟烷基物质(PFAS)的富氮吸附剂制备方法及其应用。

背景技术

PFAS来源于食品包装、炊具、服装、家具等涂层或者包装材料，是一种非常难分解的有机污染物。PFAS是人工合成的化合物，随着频繁的使用，在水体环境、土壤环境广泛存在。流行病学研究和非人类动物研究的结果将PFAS暴露与健康问题联系起来，如某些癌症的风险增加、胆固醇增加以及免疫功能和疫苗反应受损。我国2022年新的饮用水卫生标准中，增加了PFOA和PFOS这两种典型PFAS污染物，PFAS在水体中的去除成为安全卫生的饮用水的重点。吸附剂去除法是一种简单高效的分离方法，针对PFAS化合物带有负电性这一特点，带有强正电性的多孔吸附材料将是分离去除水中PFAS的有效方法，尤其是富氮吸附材料，提供足够的PFAS吸附位点，可以有效增加PFAS的吸附效率。

传统吸附剂材料，如沸石、PMO等虽然具有很高的比表面积和孔隙率，对于一些大分子PFAS的具有很好的吸附效率，但是针对6个碳原子以下的短链PFAS吸附效果较差，因为其吸附位点和电性不足以完全吸附小分子PFAS。近些年来，小分子PFAS的分离逐渐成为研究的重点和难点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种用于从水中去除全氟和多氟烷基物质(PFAS)的富氮吸附剂制备方法及其应用。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于从水中去除全氟和多氟烷基物质(PFAS)的富氮吸附剂制备方法，所述富氮吸附剂是由多胺基化合物与三聚氯氰发生聚合反应制备而成，其制备方法包括以下步骤：

步骤一，将多胺基化合物与三聚氯氰分别溶解到有机溶剂中形成透明溶液；

步骤二，在惰性气氛下，将三聚氯氰溶液滴加到双胺基化合物溶液中，并使用油浴锅缓慢加热；

步骤三，在惰性气氛下，继续加热，并且回流一段时间，经过离心、洗涤、干燥后，获得目标产物富氮吸附剂。

优选的，所述步骤一中多胺基化合物为哌嗪、联氨、对苯二胺、间苯二胺等含有两个以上胺基的化合物。

优选的，所述步骤一中有机溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺等极性有机溶剂。

优选的，所述步骤一中两种溶液浓度范围为5-50wt％。

优选的，所述步骤二中惰性气氛为氮气或者氩气。

优选的，所述步骤二中缓慢滴加速度为0.5mL/min-10mL/min。

优选的，所述步骤三中的加热温度为100-200℃，所述回流保温时间为8-72h。

优选的，所述步骤三中的离心是指离心机转速8000-18000rpm，所述洗涤是指溶剂洗涤两次及以上和水洗涤两次及以上，所述干燥为烘箱干燥。

第二方面，一种用于从水中去除全氟和多氟烷基物质(PFAS)的富氮吸附剂制备方法得到的吸附剂材料在从水中去除PFAS应用及其他吸附分离领域应用。