本发明专利技术涉及一种棉花复合阳离子型共价有机骨架材料及作为固相萃取剂的应用。常规共价有机骨架材料对于离子型脂肪类污染物的吸附能力较差，而离子型共价有机骨架材料作为一种纳米材料，应用于液体环境中污染物的处理还存在难以回收等缺陷。针对上述现状，本发明专利技术提供了一种棉花复合阳离子型共价有机骨架材料，采用原位合成法与棉花复合，将具有吡啶基的阳离子型有机配体与三醛基间苯三酚配体制备成阳离子型共价有机骨架材料，改善了传统商品化固相萃取材料易堵塞、选择性差等问题，可实现多个水样的高通量同时富集，对水中脂肪类阴离子型污染物的富集具有较为广阔的应用前景。型污染物的富集具有较为广阔的应用前景。型污染物的富集具有较为广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种棉花复合阳离子型共价有机骨架材料及作为固相萃取剂的应用
[0001]本专利技术属于共价有机骨架材料
，涉及一种棉花复合阳离子型共价有机骨架材料及所述材料作为阴离子型污染物吸附材料的应用，还具体涉及所述棉花复合阳离子型共价有机骨架材料的制备方法，及应用上述棉花复合阳离子型共价有机骨架材料作为多氟烷基化合物固相萃取剂的应用。
技术介绍
[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]共价有机骨架材料(Covalent
‑
organic frameworks,COFs)，简称COFs，是一类由轻元素(C、B、O、Si、N)通过共价键连接形成具有周期性结构的二维或三维多孔材料，目前是新材料领域的研究热点与前沿之一。由于其具备稳定性高、种类多、功能性强、孔隙率和比表面积大及孔尺寸可调控性强等优点，被应用于储气、传感、催化领域。特别是基于孔匹配吸附、疏水和π
‑
π共轭作用，COFs材料常被应用于芳香类污染物的去除和分析中。但是，常规COFs材料对水中离子型脂肪类污染物的吸附性能并不理想，阻碍其在水环境中对离子型脂肪类污染物的应用发展。
[0004]离子型共价有机骨架材料(Ionic covalent
‑
organic frameworks,iCOFs)，简称iCOFs，在2015年首次被报道。作为一种新型的多功能纳米材料，由离子骨架和反离子组成。与中性骨架COFs材料相比，这样特殊的构型使得其较容易通过交换反离子来调节比表面积和孔尺寸，并且反离子之间的静电阻力极大改善了iCOFs材料的可修饰性和分层性。基于骨架中丰富的离子化吸附位点，iCOFs材料具有高离子交换能力，在水中离子型污染物的高选择性吸附中表现出优异性能，有望解决上述问题，但对其制备及应用研究目前尚处于起步阶段。另外，iCOFs材料密度小，固体颗粒分散在水中时，难以进行固液分离，这也限制了其在水中污染物吸附的应用。
技术实现思路
[0005]针对目前iCOFs材料应用中存在的缺陷，为了解决这一难题，本专利技术将颗粒状iCOFs材料负载于棉花上并填充于固相萃取柱中，这样既保留了iCOFs材料的高效选择吸附性，又解决了其粒径小直接填充易泄漏和难以与水样分离的问题。同时，采用iCOFs材料作为固相萃取柱填料也避免了传统商品化固相萃取柱易堵塞、选择性差等问题，实现了基于iCOFs材料的固相萃取技术建立高通量分析方法的目标。
[0006]基于上述技术效果，本专利技术首先提供一种棉花复合阳离子型共价有机骨架材料，以棉花纤维作为载体，将颗粒状的阳离子型COF晶体附着在棉花纤维表面。通过棉花的负载，解决了常规iCOF材料密度小，难以从液体样品中回收的缺陷。本专利技术中提供的棉花复合
阳离子型共价有机骨架材料仍然保有棉花的形状，使用时可以依据使用目的和设备的限制进行剪裁，应用更加便利。
[0007]进一步的，本专利技术提供上述棉花复合阳离子型共价有机骨架材料的制备方法，采用原位合成法与棉花复合，将具有吡啶基的阳离子型有机配体与三醛基间苯三酚配体制备成阳离子型共价有机骨架材料。
[0008]经验证，上述材料框架具有荷正电的结构，对处理液体环境的阴离子型污染物具有显著的优势。本专利技术验证的一种实施方式中，该棉花复合阳离子型共价有机骨架材料作为固相萃取柱的装填材料，可实现对多氟烷基化合物的富集回收。
[0009]以上一个或多个技术方案的有益效果是：
[0010](1)本专利技术中的材料框架具有荷正电的结构，打破了以往COFs中性框架的限制，拓展了其在环境中对阴离子型脂肪类污染物吸附的应用。
[0011](2)本专利技术棉花复合阳离子型共价有机骨架固相萃取柱既保留了共价有机骨架材料的高效选择吸附性，又实现快速与水样分离，同时解决传统商品化固相萃取小柱易堵塞、选择性差、难以重复使用的问题，对水中阴离子型脂肪类污染物的去除及富集具有很好的应用前景。
[0012](3)本专利技术的制备方法简单、操作方便、实用性强，易于推广。
附图说明
[0013]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0014]图1为实施例1涉及的扫描电镜(SEM)图，其中A为棉花，B为颗粒状阳离子型COF，图C、D为不同放大倍数下棉花复合阳离子型COF。
[0015]图2为实施例1涉及的红外光谱图(a.阳离子型COF，b.棉花，c.棉花复合阳离子型COF)。
[0016]图3为实施例1涉及的X射线衍射图(a.阳离子型COF，b.棉花复合阳离子型COF)。
[0017]图4为实施例2中基于棉花复合阳离子型共价有机骨架固相萃取柱检测多氟烷基化合物的色谱图。
具体实施方式
[0018]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0019]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0020]正如
技术介绍
所介绍的，离子型共价有机骨架材料尺寸较小，进行液体环境中污染物的吸附后难以方便的分离，为了解决如上的技术问题，本专利技术提出了一种棉花复合阳离子型共价有机骨架材料。
[0021]本专利技术第一方面，提供一种棉花复合阳离子型共价有机骨架材料，所述共价有机骨架材料以棉花纤维为载体，表面附着颗粒状阳离子型COF晶体，所述阳离子型COF晶体的粒径为200
‑
300nm。
[0022]一种具体的实施方式中，所述棉花复合阳离子型共价有机骨架材料具有图1中SEM图所示的微观结构。
[0023]本专利技术第二方面，提供第一方面所述棉花复合阳离子型共价有机骨架材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0024]将棉花置于三聚氯氰的三氯甲烷溶液室温搅拌反应获得产物A，将产物A加入三醛基间苯三酚的三氯甲烷溶液中室温反应获得产物B；将1,1
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双(4
‑
氨基苯)
‑
[4,4
’‑
联吡啶]‑
1,1
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氯化二异溶于1,4
‑
二氧六环和正丁醇的混合溶液中，再加入乙酸及产物B，室温反应得到所述棉花复合阳离子型共价有机骨架材料。
[0025]应当理解的是，上述第二方面所述室温条件并非任意条件下的室温环境，根据本领域的常规定义，上述制备方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种棉花复合阳离子型共价有机骨架材料，其特征在于，所述共价有机骨架材料以棉花纤维为载体，表面附着颗粒状阳离子型COF晶体，所述阳离子型COF晶体的粒径为200
‑
300nm。2.如权利要求1所述棉花复合阳离子型共价有机骨架材料，其特征在于，所述棉花复合阳离子型共价有机骨架材料具有图1中SEM图所示的微观结构。3.权利要求1或2所述棉花复合阳离子型共价有机骨架材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将棉花置于三聚氯氰的三氯甲烷溶液室温搅拌反应获得产物A，将产物A加入三醛基间苯三酚的三氯甲烷溶液中室温反应获得产物B；将1,1
’‑
双(4
‑
氨基苯)
‑
[4,4
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联吡啶]
‑
1,1
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氯化二异溶于1,4
‑
二氧六环和正丁醇的混合溶液中，再加入乙酸及产物B，室温反应得到所述棉花复合阳离子型共价有机骨架材料。4.如权利要求3所述棉花复合阳离子型共价有机骨架材料的制备方法，其特征在于，所述产物A的制备方法如下：所述棉花的用量为80～120mg；所述三聚氯氰的三氯甲烷溶液的浓度为0.008～0.012g/L；所述室温搅拌反应时间为0.5～1.5h；另外，所述产物A还包括洗涤步骤，所述洗涤液优选为三氯甲烷溶液，洗涤次数为2～4次；优选的，所述产物A制备的具体步骤如下：将棉花置于0.01g/L的三聚氯氰的三氯甲烷溶液中，室温下搅拌反应1h，将反应产物通过三氯甲烷溶液洗涤3次，得到产物A。5.如权利要求3所述棉花复合阳离子型共价有机骨架材料的制备方法，其特征在于，所述产物B的制备方法如下：所述三醛基间苯三酚的三氯甲烷溶液中，三醛基间苯三酚的浓度为0.5～0.6mg/mL；所述产物A加入三醛基间苯三酚的三氯甲烷溶液后，室温下搅拌反应6～24h；上述反应结束后，还包括对产物B进行洗涤的步骤，所述洗涤液为三氯甲烷，洗涤次数为2～4次，并放入55～65℃烘箱中干燥5～7h；优选的，所述产物B制备的具体步骤如下：将产物A加入0.55mg/mL的三醛基间苯三酚的三氯甲烷溶液中，室温搅拌12h进行反应，反应结束后采用三氯甲烷洗涤产物B，洗涤次数为3次，并在60℃烘箱中干燥6h。6.如权利要求3所述棉花复合阳离子型共价有机骨架材料的制备方法，其特征在于，所述棉花复合阳离子型共价有机骨架材料的制备方法如下：所述1,4
‑
二氧六环和正丁醇的混合溶液中，所述1,4
‑
二氧六环和正丁醇体积比为3～5：1；所述1,1
’‑
双(4
‑
...
【专利技术属性】
技术研发人员：马继平，李爽，程嘉雯，王盼，吴阁格，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：
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