【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料领域，涉及双模板法制备富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料及其制备方法和在吸附锂离子中的应用。
技术介绍
1、随着新能源领域的不断发展，电动汽车逐渐成为新能源汽车的主体，其动力来源以锂离子电池较为普遍。锂离子电池(libs)因其具有高能量密度、长期稳定的循环性能、环境友好等优势逐渐成为了新能源汽车的首选。2022年中国新能源汽车产量705.8万辆，同比增长96.9％。锂电池市场出货量658gwh，同比增长101％，根据ggii预计，2021-2025年中国锂电池市场年复合增长率将达到53.3％，2025年中国锂电池出货量将达到1,805gwh。随着锂离子电池应用范围的不断扩大，出现了锂资源紧缺、锂离子电池污染等问题。锂离子电池如果不进行处理，不仅对环境造成严重的影响，而且也会造成严重的资源浪费。因此，随着锂离子电池对生态环境的影响日益凸现，以及废锂离子电池自身的巨大经济价值，锂离子电池回收成为一个新兴产业。使用高性能材料回收锂离子不但可以缓解环境压力，而且可以回收价值不菲的锂离子，缓解锂资源紧缺的压力。
2、吸附法是一种环境友好的分离方法，如何从含有锂离子的废液中分离出锂是锂离子电池处理工艺的难题。如果专利技术一种材料能够吸附有锂离子的废液中的锂，且吸附剂可重复使用，将极大节约成本，减少废水排放，产生经济和环保效益。
3、总之，合成高效的多孔材料，吸附锂离子，重复使用其吸附-脱附锂离子，资源化锂离子电池中的锂，保护环境，产生经济和社会效益。但现有技术中的锂离子吸附剂存在成本较高、不易回收等缺陷
技术实现思路
1、本专利技术使用方便的方法合成富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料，吸附动力电池回收废液中锂离子，降低锂离子回收成本，实现变废为宝、减少污染排放的目标。因此，符合环保和绿色环境要求。可以预期该材料会在今后的工业化生产中得到大规模的应用。
2、本专利技术提供的技术方案如下：
3、本专利技术将双酚af与三聚氯氰共聚，生成一种富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料。使用该多孔材料吸附动力电池回收废液中锂离子，降低锂离子回收成本，实现变废为宝、减少污染排放的目标。
4、具体的技术方案如下：
5、富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：以二氯甲烷为溶剂，聚苯乙烯为有机模板、碳酸钾为无机模板，将二氯甲烷、聚苯乙烯、碳酸钾、无水硫酸钠、三聚氯氰和双酚af，加热缩聚后，进行两次索氏提取分别除去聚苯乙烯、三聚氯氰和双酚af，真空干燥后得到富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料。
6、进一步的，三聚氯氰与双酚af的摩尔比为1.9:2.2～3。
7、二氯甲烷与三聚氯氰的摩尔比为117～351：2；
8、聚苯乙烯与三聚氯氰的质量比为50～200：74；
9、碳酸钾与三聚氯氰的摩尔比为7～29：4；
10、无水硫酸钠与三聚氯氰的摩尔比为1～9：1；
11、进一步的，加热缩聚时间为5～8小时；加热缩聚的温度为160～198℃。
12、进一步的，第一次索氏提取采用的溶剂为二氯甲烷，时间为22～28小时，提取温度为35～40℃。
13、进一步的，第二次索氏提取采用的溶剂为乙醇，时间为18-20小时，提取温度为78-80℃。
14、进一步的，真空干燥的温度为85～95℃，时间为2～3小时。
15、富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料的制备方法包括：步骤1.二氯甲烷为溶剂，聚苯乙烯为有机模板、碳酸钾为无机模板，加入无水硫酸钠、三聚氯氰和双酚af，加热缩聚后，进行两次索氏提取分别除去聚苯乙烯、三聚氯氰和双酚af，真空干燥后得到一种富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料。
16、步骤2.将多孔材料投入含有锂离子的溶液，吸附锂离子。
17、其中：步骤1中，三聚氯氰与双酚af的摩尔比为1.9:2.2～3；摩尔比小于1.9:3或大于2.2:3时，产率明显降低，而且材料物理性能降低。加热缩聚时间为5～8小时，时间小于5小时，反应产率降低，产率大于8小时，产率没有明显提高。加热温度为160～198℃，温度低于160℃时，反应时间变长；最后加入乙醇索氏提取时间为18-20小时，时间小于18小时除杂不完全，产率低，大于20小时，没有明显提高。第二次索氏提取温度为乙醇沸点78-80℃。步骤2中，吸附材料与锂离子质量比例为6～10：1，比例小于6：1时，吸附不完全；比例大于10：1时，剩余锂离子浓度没有明显降低。
18、本专利技术还提供一种富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料，由上述方法制备而成。
19、本专利技术还提供上述的富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料在吸附动力电池回收废液中锂离子中的应用。
20、进一步的，所述多孔材料与锂离子的质量比为6～10：1。
21、有益效果
22、锂离子易与有机材料中电负性较大的n、o、f原子通过静电引力吸附在多孔材料中。本专利技术提供一种高效吸附锂离子的多孔材料，原料绿色经济、性能稳定，相比于锰基离子筛，在10次再生循环后稳定性提升12％；能够高效吸附动力电池回收废液中锂离子，相比于无机吸附剂，本材料对锂离子的吸附容量提升了16％，降低锂离子回收成本，实现变废为宝、减少污染排放的目标。因此，符合环保和绿色环境要求，产生经济和社会效益。
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1.富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：以二氯甲烷为溶剂，聚苯乙烯为有机模板、碳酸钾为无机模板，将二氯甲烷、聚苯乙烯、碳酸钾、无水硫酸钠、三聚氯氰和双酚AF充分搅拌，加热缩聚后，进行两次索氏提取分别除去聚苯乙烯、三聚氯氰和双酚AF，真空干燥后得到富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料。
2.根据权利要求1所述的富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料的制备方法，其特征在于，三聚氯氰与双酚AF的摩尔比为1.9:2.2～3；二氯甲烷与三聚氯氰的摩尔比为117～351：2；聚苯乙烯与三聚氯氰的质量比为50～200：74；碳酸钾与三聚氯氰的摩尔比为7～29：4；无水硫酸钠与三聚氯氰的摩尔比为1～9：1。
3.根据权利要求1所述的富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料的制备方法，其特征在于，加热缩聚时间为5～8小时；加热缩聚的温度为160～198℃。
4.根据权利要求1所述的富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料的制备方法，其特征在于，第一次索氏提取采用的溶剂为二氯甲烷，时间为22～28小时，提取温度为35～40℃。
5.根据权利要
6.根据权利要求1所述的富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料的制备方法，其特征在于，真空干燥的温度为85～95℃，时间为2～3小时。
7.一种富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料，其特征在于，由权利要求1～6任一项所述方法制备而成。
8.权利要求7所述的富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料在吸附动力电池回收废液中锂离子中的应用。
9.根据权利要求8所示的应用，其特征在于，所述多孔材料与锂离子的质量比为6～10：1。
...【技术特征摘要】
1.富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：以二氯甲烷为溶剂，聚苯乙烯为有机模板、碳酸钾为无机模板，将二氯甲烷、聚苯乙烯、碳酸钾、无水硫酸钠、三聚氯氰和双酚af充分搅拌，加热缩聚后，进行两次索氏提取分别除去聚苯乙烯、三聚氯氰和双酚af，真空干燥后得到富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料。
2.根据权利要求1所述的富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料的制备方法，其特征在于，三聚氯氰与双酚af的摩尔比为1.9:2.2～3；二氯甲烷与三聚氯氰的摩尔比为117～351：2；聚苯乙烯与三聚氯氰的质量比为50～200：74；碳酸钾与三聚氯氰的摩尔比为7～29：4；无水硫酸钠与三聚氯氰的摩尔比为1～9：1。
3.根据权利要求1所述的富含氮、氧、氟杂原子的多孔材料的制备方法，其特征在于，加热缩聚时间为5～8小时；加热缩聚的温度为160～198℃。<...
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