基于四苯乙烯多孔有机聚合物的制备方法及其应用技术

本发明专利技术属于多孔材料制备和污水处理技术领域，公开了一种基于四苯乙烯多孔有机聚合物的制备方法及其应用，该多孔材料通过Suzuki偶联和傅克烷基化反应制备而成：(1)、将四苯乙烯单元和反应基团反应后，再与连接基团单元分散于第一溶剂中，搅拌至全部溶解后，快速加入催化剂，混合均匀后得到混合溶液；(2)、将混合溶液进行傅克烷基化反应；(3)、反应结束后随即抽滤，所得滤饼用第二溶剂洗涤后抽滤，反复洗涤抽滤后，滤饼真空干燥，得到目标成品。本发明专利技术的制备条件易控，环境友好，工艺简单，可操作性好，所得材料稳定性高，具有高比表面积，能够高效吸附亚甲基蓝、罗丹明B等有机污染物，从而实现污水净化。现污水净化。现污水净化。

【技术实现步骤摘要】
基于四苯乙烯多孔有机聚合物的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于多孔材料制备和污水处理
，尤其是一种基于四苯乙烯多孔有机聚合物的制备方法及其在污水中的应用。

技术介绍

[0002]在过去的几十年，随着全球范围内工业的快速发展，水污染已逐渐成为全球关注的问题。在各种污染物中，有机染料是造纸、食品、塑料、化妆品和纺织业废水处理不当产生的主要成分。它们具有很强的生物毒性和致癌性，会对生态环境和人类生存发展造成严重危害。
[0003]吸附技术作为最简单、最经济、最可回收的方法之一，目前受到许多国内外科研工作者的高度关注与研究。各种多孔材料，如活性碳、沸石和MOF，已被用作吸附分离材料；然而，其吸附容量小、去除速率慢、对湿敏感、不稳定等限制了其应用。与之相对应的是，多孔有机聚合物(POPs)具有比表面积大、孔隙率分布均匀、密度低、通用性强等特点，在高效去除染料方面具有优异的优势，是一种很有前途的吸附剂。采用傅克烷基化反应其中有机多孔聚合物由于具有较大的比表面积、疏水性和多孔结构等特点成为吸附水有机污染物的一种极具发展潜力的吸附材料。但目前合成得到的有机多孔聚合物虽然有些可以取得较高的比表面积，但用于有机物吸附时吸附容量很难进一步提高。众所周知，有机染料分子通常具有良好的平面共轭结构，并具有特定的极性官能团。为了提高聚合物对有机染料的吸附率，对聚合物的结构进行了合理设计。
[0004]因此，如何制备一种具有较大比表面积同时又具有超高吸附容量的功能材料来彻底去除废水中的有机染料是非常重要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种新型的用于吸附有机污染物的三维多孔有机聚合物材料，改善废水处理状况，满足废水处理的需求。本专利技术开发的一系列多孔有机聚合物：合成方法简单、比表面积大、热稳定性优良，在有机染料去除方面表现出高效的吸附能力，在水处理领域具有良好的应用前景和巨大的应用价值。
[0006]本专利技术所采取的技术方案是：
[0007]一种基于四苯乙烯多孔有机聚合物的制备方法，所述基于四苯乙烯多孔有机聚合物由四苯乙烯单元先和反应基团Suzuki偶联反应后，再与连接基团单元经傅克烷基化反应制得，具体反应路线如下所示：
[0008][0009]进一步地，所述的基于四苯乙烯多孔有机聚合物的制备方法，具体包括以下步骤：
[0010]步骤S1、将四苯乙烯单元和反应基团Suzuki偶联反应后得到中间产物，中间产物再与连接基团单元分散于第一溶剂中，搅拌至全部溶解后，快速加入催化剂，混合均匀后得到混合溶液；
[0011]步骤S2、将步骤S1制得的混合溶液进行傅克烷基化反应，反应温度为30～80℃，反应时间为12～72h，优选反应温度为65℃，优选反应时间为48h；
[0012]步骤S3、反应结束后随即抽滤，所得滤饼用第二溶剂洗涤后抽滤，反复洗涤抽滤后，滤饼真空干燥，得到目标成品基于四苯乙烯多孔有机聚合物，命名为POP
‑
TPEs。
[0013]进一步地，所述步骤S1中四苯乙烯单元和连接基团单元的摩尔比为1:(0.5～2)，优选1:2。
[0014]进一步地，所述四苯乙烯单元为以下结构式中的一种：
[0015][0016]所述反应基团为频哪醇二酯、苯并噻二唑硼酸酯、对苯硼酸或对溴苯硼酸中的一种或几种；
[0017]所述连接基团单元为以下结构式中的一种：
[0018][0019]进一步地，所述四苯乙烯单元优选
[0020][0021]所述反应基团优选频哪醇二酯；
[0022]所述连接基团单元优选
[0023][0024]进一步地，所述步骤S1中第一溶剂为二氯甲烷、N,N
‑
二甲基甲酰胺、四氢呋喃、1,2
‑
二氯乙烷、1,4
‑
二氧六环、三氯甲烷或二甲基亚砜中的一种或几种，优选三氯甲烷。
[0025]进一步地，所述步骤S1中催化剂为FeCl3、AlCl3、三氟化硼或五氯化铌中的一种或几种，优选FeCl3。
[0026]进一步地，所述步骤S3中第二溶剂为二氯甲烷、甲醇、N,N
‑
二甲基甲酰胺、四氢呋喃或乙醚中的一种或几种，优选甲醇。
[0027]进一步地，所述步骤S3中滤饼真空干燥具体为：滤饼在60～120℃下真空干燥1天。
[0028]一种如上述基于四苯乙烯多孔有机聚合物的应用，所述基于四苯乙烯多孔有机聚合物在污水处理中的应用。
[0029]进一步地，所述基于四苯乙烯多孔有机聚合物作为吸附物，用于吸附污水中的有机物污染物；所述有机物污染物为罗丹明B、亚甲基蓝、甲基橙中的一种或多种，优选亚甲基蓝。
[0030]进一步地，所述基于四苯乙烯多孔有机聚合物在搅拌、超声和/或震荡的条件下对有机物污染物进行吸附，优选超声条件下进行吸附。
[0031]本专利技术的有益效果为：本专利技术设计合理，制备方法简单，条件易控，环境友好；本专利技术制得的基于四苯乙烯多孔有机聚合物具有比表面积大、热稳定性优良等优点，在有机染料去除方面表现出高效的吸附能力，对罗丹明B、亚甲基蓝的吸附容量可达到600mg
·
g
‑1以上，在水处理领域具有良好的应用前景和巨大的应用价值。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1是不同比例的POP
‑
TPEs的红外谱图；
[0034]图2是不同比例的POP
‑
TPEs的扫描电镜图，图中，a为实施例1，b为实施例4，c为实施例6，d为实施例8；
[0035]图3是不同比例的POP
‑
TPEs的热重图；
[0036]图4是不同比例的POP
‑
TPEs的MB吸附性能图，图中，a为实施例1，b为实施例4，c为实施例6，d为实施例8；
[0037]图5是不同比例的POP
‑
TPEs的BET图，图中，a为实施例1，b为实施例4，c为实施例6，d为实施例8；
[0038]图6是不同比例的POP
‑
TPEs的吸附动力学拟合曲线，图中，a为实施例1，b为实施例4，c为实施例6，d为实施例8。
具体实施方式
[0039]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0040]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申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于四苯乙烯多孔有机聚合物的制备方法，其特征在于：所述基于四苯乙烯多孔有机聚合物由四苯乙烯单元先和反应基团Suzuki偶联反应后，再与连接单元连接基团单元经傅克烷基化反应制得。2.根据权利要求1所述的基于四苯乙烯多孔有机聚合物的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤S1、将四苯乙烯单元和反应基团Suzuki偶联反应得到中间产物，中间产物再与连接基团单元分散于第一溶剂中，搅拌至全部溶解后，快速加入催化剂，混合均匀后得到混合溶液；步骤S2、将步骤S1制得的混合溶液进行傅克烷基化反应，反应温度为30～80℃，反应时间为12～72h；步骤S3、反应结束后随即抽滤，所得滤饼用第二溶剂洗涤后抽滤，反复洗涤抽滤后，滤饼真空干燥，得到目标成品基于四苯乙烯多孔有机聚合物。3.根据权利要求2所述的基于四苯乙烯多孔有机聚合物的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中四苯乙烯单元和连接基团单元的摩尔比为1:(0.5～2)。4.根据权利要求1所述的基于四苯乙烯多孔有机聚合物的制备方法，其特征在于：所述四苯乙烯单元为以下结构式中的一种：所述反应基团为频哪醇二酯、苯并噻二唑硼酸酯、对苯硼酸或对溴苯硼酸中的一种或几种；所述连接基团单元为以下结构式中的一种：5.根据权利要求2所述的基于四苯乙烯多孔有机聚合物的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾培洋，罗晓波，周仕元，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：