一种多孔有机聚合物吸附材料的制备方法及其应用

本发明涉及废水吸附材料，尤其涉及一种多孔有机聚合物吸附材料的制备方法及其应用。

背景技术：

1、服装印染工业属于轻工业中的支柱产业，同时也是水资源用量较大的行业，在生产过程中会产生较多的废水和污染，通常包含各种化学物质，染料、化学浆料、表面活性剂、助剂、酸、碱、纤维上的污物，这些都会严重污染水质。染料废水具有成分复杂、化学需氧量高、色度深、毒性大、难以降解等特点，会对环境造成严重污染，威胁所处流域的水环境安全。印染废水具有生化需氧量bod高、化学需氧量cod含量高的特点，非常不利于水中生物的生存，同时也不利于后污水净化操作，又由于其中较高的含盐量，排放进入水体会造成大量溶解氧消耗，破坏水体的生态。

2、目前，在已报道的有机污染物的处理方法中，吸附法因其成本效益高、重复利用好、操作简单、吸附效率高、二次污染的可能性小而被认为是一种很有前景的处理方法。常用废水处理的吸附材料有活性炭、膨润土、硅藻土、沸石等，但这些普通吸附剂会有无法选择性吸收的缺点。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种多孔有机聚合物吸附材料的制备方法及其应用。本发明吸附材料具有高孔隙率、高比表面积以及大量的吸附位点的特点，对阳离子染料有着较好的吸附效果。本发明制备方法简单且易操作，具有较高的产率。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种多孔有机聚合物吸附材料的制备方法，包括如下步骤：

4、(1)在柱芳烃溶液中加入三氟化硼，反应后，得到悬浊液，加水后超声振荡，过滤并收集固体产物、洗涤，纯化，制得羟基化柱芳烃；

5、(2)在步骤(1)制得的羟基化柱芳烃中加入环糊精和交联试剂进行反应，加碱液回流搅拌后，过滤，收集沉淀，洗涤、干燥，制得所述多孔有机聚合物吸附材料；

6、所述柱芳烃为二甲氧基柱[5]芳烃或二甲氧基柱[6]芳烃。

7、在一些实施中，步骤(1)中，所述柱芳烃购自国药集团化学试剂有限公司，纯度≥98％；所述柱芳烃溶液是将柱芳烃溶于溶剂中得到；所述溶剂包括无水氯仿、二氯甲烷、n,n-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、甲醇中的一种或多种；所述柱芳烃与溶剂的质量体积比为2g：100-200ml。

8、在一些实施中，步骤(1)中，所述柱芳烃与三氟化硼的摩尔比为1：(10-100)。

9、在一些实施中，步骤(1)中，所述反应温度为20-50℃，时间为24-72h。

10、在一些实施中，步骤(2)中，所述环糊精包括α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精中的一种或多种。

11、在一些实施中，步骤(2)中，所述交联试剂包括环氧氯丙烷、对苯二胺、四氟对苯二甲腈、对苯二甲醛中的一种或多种。

12、在一些实施中，步骤(2)中，所述环糊精、羟基化柱芳烃与交联试剂的摩尔比为(1-10)：(1-10)：(1-500)，优选地，所述环糊精、羟基化柱芳烃与交联试剂的摩尔比为(1-10)：(1-10)：(1-50)。

13、在一些实施中，步骤(2)中，所述反应的温度为60-90℃，时间为3-5h；所述碱液为氢氧化钠溶液，浓度为3mol/l。

14、一种所述制备方法制得的多孔有机聚合物吸附材料。

15、一种所述多孔有机聚合物吸附材料的应用，即，用于吸附废水中有机污染物；所述有机污染物包括刚果红、结晶紫、亚甲基蓝、甲基橙、玫瑰红b、曙红b、双酚a、壬基苯酚、四溴双酚a中的一种或多种。

16、本发明有益的技术效果在于：

17、本发明通过羟基化处理，使得柱芳烃的样品微观空洞增多，既提高了自身的孔隙率和比表面积，又有利于后续的功能修饰。

18、进一步地，本发明将羟基化柱芳烃与环糊精进行交联后，分子量变大，其水溶性下降，从而更容易进行染整废水污染物的吸附并进行分离；所得的吸附材料具有高孔隙率、高比表面积以及大量的吸附位点的特点，对阳离子染料有着较优的吸附效果。

19、本发明吸附材料表面凹凸不平，比表面积较大，有许多空隙的优点，为染料的吸附提供了更多的吸附位点；同时吸附材料通过解吸附作用实现重复再利用，而且对有机物结构没有破坏作用，吸附性能稳定，具有环境友好性。

技术特征：

1.一种多孔有机聚合物吸附材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述柱芳烃购自国药集团化学试剂有限公司，纯度≥98％；所述柱芳烃溶液是将柱芳烃溶于溶剂中得到；所述溶剂包括无水氯仿、二氯甲烷、n,n-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、甲醇中的一种或多种；所述柱芳烃与溶剂的质量体积比为2g：100-200ml。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述柱芳烃与三溴化硼的摩尔比为1：(10-100)。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述反应温度为20-50℃，时间为24-72h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述环糊精包括α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述交联试剂包括环氧氯丙烷、对苯二胺、四氟对苯二甲腈、对苯二甲醛中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述环糊精、羟基化柱芳烃与交联试剂的摩尔比为(1-10)：(1-10)：(1-500)。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反应的温度为60-90℃，时间为3-5h；所述碱液为氢氧化钠溶液。

9.一种权利要求1-8任一项所述制备方法制得的多孔有机聚合物吸附材料。

10.一种权利要求9所述多孔有机聚合物吸附材料的应用，其特征在于，用于吸附废水中有机污染物；所述有机污染物包括刚果红、结晶紫、亚甲基蓝、甲基橙、玫瑰红b、曙红b、双酚a、壬基苯酚、四溴双酚a中的一种或多种。

技术总结
本发明公开了一种多孔有机聚合物吸附材料的制备方法及其应用。本发明所述多孔有机聚合物吸附材料的制备方法为：在柱芳烃溶液中加入三溴化硼，反应制备羟基化柱芳烃；再加环糊精和交联试剂进行反应，加碱液回流搅拌后，过滤，收集沉淀，洗涤、干燥，得到多孔有机聚合物吸附材料。本发明所制备的多孔有机聚合物吸附材料具有高孔隙率、高比表面积以及大量的吸附位点，对阳离子染料有着较好的吸附效果。

技术研发人员：孙昌,唐恒龙,付世豪,钱明月,龙柱,张丹
受保护的技术使用者：江南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15