配体、共价有机框架材料、SWCNT/COF-ET59复合膜及应用制造技术

一种配体、共价有机框架材料、SWCNT/COF

【技术实现步骤摘要】
配体、共价有机框架材料、SWCNT/COF
‑
ET59复合膜及应用


[0001]本专利技术涉及膜分离材料
，尤其涉及一种配体、共价有机框架材料、SWCNT/COF
‑
ET59复合膜及应用。

技术介绍

[0002]自20世纪以来，合成染料迅速发展，生产品种增多，产量剧增，由于其具有易于生产且牢度高等特点，被广泛应用于合纺织品印染、造纸、塑料、皮革、橡胶、涂料、油墨、化妆品和感光材料等行业。然而在染色过程中，混合染料并不会完全附着在材料表面，其中10%~15%的染料会因未固定而流失，这些流失的染料形成染料废水，会使水体透明度降低，减少光的穿透，从而抑制光合作用，造成水体缺氧，干扰水生生物生长，破坏水体自净功能，而合成染料中的芳环和杂环还会使这些染料自身和降解产物成为致癌物，对人类身体造成伤害。除染料物质外，染料废水中还含有其它污染物，例如用于染料生产的金属和助剂，它们也对生态环境有害。因此，染料废水被认为是最难处理的有害工业废水之一。
[0003]目前，染料废水一般采用混凝
‑
絮凝、高级氧化、吸附、氯化等常规处理方法，但是这些方法不但成本较高、完成条件苛刻、处理时间长，并且对染料废水中的金属污染物没有去除效果。
[0004]膜分离技术作为一种新兴的技术相较于传统分离方法具有更明显的优势，膜分离过程主要利用孔径筛分效应对不同尺寸的溶质进行截留处理，不发生化学变化改变溶液的组分，且具有成本低、环境友好性等特点，被认为是一种处理染料废水的有效方法。作为膜分离技术的核心，优良的膜应具有较高的渗透性和选择性，但是传统的聚合物膜通常有网络不规则的缺点，这就导致截留率的降低，大大降低了分离性能，所以，开发具有高孔隙度和规则孔径的先进材料是高性能膜制造的关键。

技术实现思路

[0005]为了解决现有聚合物膜网络不规则影响分离性能的问题，本专利技术提出了一种配体、共价有机框架材料、SWCNT/COF
‑
ET59复合膜及应用。
[0006]本专利技术的技术方案如下：一种制备共价有机框架材料用配体，其结构式如下：。
[0007]一种共价有机框架材料，应用如上所述的制备共价有机框架材料用配体制备而成，所述共价有机框架材料的结构式如下：
，所述共价有机框架材料命名为COF
‑
ET59。
[0008]本专利技术还提供了一种SWCNT/COF
‑
ET59复合膜，所述复合膜包括聚四氟乙烯膜和均匀沉积在所述聚四氟乙烯膜上的SWCNT（单壁碳纳米管）和如上所述的共价有机框架材料。
[0009]本专利技术还提供了一种如上所述的SWCNT/COF
‑
ET59复合膜在废水处理中的应用。
[0010]与现有技术相比，本专利技术解决了聚合物膜网络不规则影响分离性能的问题，具体有益效果为：本专利技术提供的由共价有机框架材料COF
‑
ET59制成的SWCNT/COF
‑
ET59复合膜，对分子量大于380.44 Da的染料有着高达99%以上的抑制率，具有显著的分离性能，并且具有良好的亲水性和结构稳定性，在工作8h后，仍能保持163 Lm
−2h
−1bar
−1的渗透通量，这是目前已知共价有机框架材料用于废水处理所能实现的抑制率和水通量的最大值，有着良好的应用前景。
附图说明
[0011]图1为本专利技术所述配体和COF
‑
ET59的合成路线图；图2为本专利技术所述SWCNT/COF
‑
ET59复合膜的红外表征图；图3为本专利技术所述SWCNT/COF
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ET59复合膜对不同染料排斥率示意图；图4为本专利技术所述SWCNT/COF
‑
ET59复合膜的稳定性测试结果示意图。
具体实施方式
[0012]为使本专利技术的技术方案更加清楚，下面将结合本专利技术的说明书附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，需要说明的是，以下实施例仅用于更好地理解本
专利技术的技术方案，而不应理解为对本专利技术的限制。
[0013]本实施例所述配体和COF
‑
ET59的合成路线如图1所示，其中2,4,6
‑
三氟
‑
1,3,5
‑
三溴苯（CAS：2368
‑
49
‑
2）、4
‑
氨基苯硼酸（CAS：89415
‑
43
‑
0）和对苯二甲醛（CAS：623
‑
27
‑
8）均从市面采购获得。
[0014]以下描述本专利技术所述的配体以及SWCNT/COF
‑
ET59复合膜的制备过程和表征结果：第一步、制备共价有机框架材料用配体的合成：向500mL圆底舒伦克瓶中依次加入150mL四氢呋喃、50mL水、2,4,6
‑
三氟
‑
1,3,5
‑
三溴苯（2g ，6.37mmol）、4
‑
氨基苯硼酸（2.97g，25.48mmol）、碳酸钾（29.85g ，254.96mmol）和四(三苯基膦)钯（624mg ，0.637mmol），在氮气保护下100℃回流24h，反应结束后将反应体系冷却至25℃，倒入150mL乙酸乙酯，析出固体后过滤，母液用盐水洗涤两次，每次100mL，随后用硫酸钠干燥、过滤、旋干。用体积比1:1的石油醚/乙酸乙酯的混合溶剂作为洗脱剂进行硅胶柱层析，得到白色固体0.87g，即为制备共价有机框架材料用配体，收率为40%。
[0015]对获得的配体分别做核磁共振氢谱分析、碳谱分析、质谱分析和元素分析测试，结果如下：氢谱：1H NMR (400 MHz, CDCl3):δ7.34 (m, 6 H), 6.43 (m, 6 H), 4.03 (s, 6 H) ；碳谱：
13
C NMR (100 MHz, CDCl3):δ157.42, 145.81, 128.90, 120.42, 118.10, 116.72；质谱表征结果：ESI（m/z）：[M+H]＋
calcd. for C
24
H
18
F3N3, 405.1453；found, 404.1858；元素分析测试结果：Calcd. for C
24
H
18
F3N
3 C, 71.10; H, 4.48; N, 10.36. Found: C, 71.32; H, 5.02; N, 9.33。
[0016]根据以上分析数据可以证明，得到的配体结构式为：。
[0017]第二步、SWCNT沉积聚四氟乙烯膜的制备：将40mg的SWCNT（单壁碳纳米管）粉末分散在十二烷基苯磺酸钠水溶液中，在300W的功率下超声36h，得到稳定的均质SWCNT本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备共价有机框架材料用配体，其特征在于，其结构式如下：。2.一种共价有机框架材料，其特征在于，应用如权利要求1所述的制备共价有机框架材料用配体制备而成，所述共价有机框架材料的结构式如下：，所述共价有机框架材料命名为COF
‑
ET59。3.一种SWCNT/C...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵礼义，曹宇，张福松，
申请(专利权)人：吉林领创生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：