CN109331784B - 一种用于脱除水中有机污染物的一取代β-环糊精衍生物及其制备与使用方法 - Google Patents

一种用于脱除水中有机污染物的一取代β-环糊精衍生物及其制备与使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109331784B
CN109331784B CN201811061436.6A CN201811061436A CN109331784B CN 109331784 B CN109331784 B CN 109331784B CN 201811061436 A CN201811061436 A CN 201811061436A CN 109331784 B CN109331784 B CN 109331784B
Authority
CN
China
Prior art keywords
beta
cyclodextrin
terephthalonitrile
mono
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201811061436.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109331784A (zh
Inventor
夏道宏
李彦霖
段尊斌
朱丽君
王燕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Petroleum East China
Original Assignee
China University of Petroleum East China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Petroleum East China filed Critical China University of Petroleum East China
Priority to CN201811061436.6A priority Critical patent/CN109331784B/zh
Publication of CN109331784A publication Critical patent/CN109331784A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109331784B publication Critical patent/CN109331784B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28011—Other properties, e.g. density, crush strength
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/286—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using natural organic sorbents or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0009—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Glucans, e.g. polydextrose, alternan, glycogen; (alpha-1,4)(alpha-1,6)-D-Glucans; (alpha-1,3)(alpha-1,4)-D-Glucans, e.g. isolichenan or nigeran; (alpha-1,4)-D-Glucans; (alpha-1,3)-D-Glucans, e.g. pseudonigeran; Derivatives thereof
    • C08B37/0012—Cyclodextrin [CD], e.g. cycle with 6 units (alpha), with 7 units (beta) and with 8 units (gamma), large-ring cyclodextrin or cycloamylose with 9 units or more; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于脱除水中有机污染物的一取代β‑环糊精衍生物及其制备与使用方法，属于环保新材料领域。本发明要解决的问题是开发脱除水中有机污染物的新型材料及提高脱除污染物效果。本发明解决该问题的技术方案的要点是首次设计、合成了的一取代β‑环糊精衍生物——烷氧基二氟对苯二甲腈基β‑环糊精，同时将其作为脱除剂用于对水中有机污染物的脱除。本发明的主要用途是将一取代β‑环糊精衍生物——烷氧基二氟对苯二甲腈基β‑环糊精用于快速脱除水中有机污染物。

Description

一种用于脱除水中有机污染物的一取代β-环糊精衍生物及其 制备与使用方法
技术领域
本发明属于环保新材料领域，具体涉及一种一取代β-环糊精衍生物及其制备与在脱除水中有机污染物中的应用。
背景技术
水污染是生态环境问题中的一类十分重要的问题，由于污水种类繁多，总量庞大，污水处理是十分棘手的问题。随着对水清洁度要求不断提高，水的深度净化已是大势所趋，因此研究污水深度处理方法具有重要意义。
据国内外的统计资料表明，水中的污染物主要来自有机污染物，有机污染物已成为最严重的环境问题之一。目前已经建立了许多脱除有机污染物的技术，其中典型的污水处理方法有物理法(吸附法、萃取法和膜处理法)、化学法(氧化法、辐射处理法和UV/H2O2法)、生物法(好氧型和厌氧型微生物法)。其中，传统吸附剂活性炭是最为广泛应用的有机污染物吸附材料，但其存在一定的缺陷，包括吸附速率慢、对亲水性污染物脱除率低、再生性能差等。
近年来研究者合成了一种新型柱芳烃衍生物，以芳香化合物四氟对苯二甲腈为连接剂，合成了柱[5]、柱[6]芳烃衍生物，这种管网状的柱芳烃衍生物具有很好的疏水性，并对水中阳离子污染物具有快速脱除能力和良好的再生性能，但柱芳烃超分子主体材料具有合成过程复杂、价格高等缺陷。
专利US 9624314 B2公开了一种新型环糊精衍生物的制备方法及其应用，以刚性芳香化合物为连接剂，合成了具有介孔结构的β-环糊精衍生物，这种网状结构的β-环糊精化合物具有很高的比表面积，吸附能力大大提高，对水中双酚A具有快速脱除能力和良好的再生性能，但该环糊精衍生物是一种聚合度难以控制的聚合物，且结构复杂也难以调控。
因此，以价格低廉的环糊精作为基础原料，通过简单的改性，提高其疏水性及脱除水中污染物的效果具有重要的实际意义。
发明内容
本发明要解决的问题是开发脱除水中有机污染物的新型材料及提高脱除污染物效果，目的是提供一种新型一取代β-环糊精衍生物，以及这种一取代β-环糊精衍生物的制备方法与其在脱除水中有机污染物的应用方法。所发明的一取代β-环糊精衍生物具有快速脱除有机污染物性能，并具有优良的再生利用性能，以及很好的疏水性。
本发明采用如下技术方案：
本发明提供的一取代β-环糊精衍生物，可命名为单-6-{[2(4),5-二氟-4(2或5)-烷氧基-3,6-二腈基]-苯氧基}-β-环糊精或称为烷氧基二氟对苯二甲腈基β-环糊精，其结构由本发明首次设计，其结构式如下：
Figure BDA0001797212610000011
其中，取代基团处于β-环糊精的一个D-吡喃葡萄糖单元6号碳原子位置上。Rx代表烷基取代基(x代表烷基碳数)，在本发明中，烷基取代基分别为：
R4＝-C4H9
Rt-4＝-C(CH3)3
R8＝-C8H17
Ri-8＝-CH(CH3)C6H13
R12＝-C12H25
不同烷基取代基的一取代β-环糊精衍生物的代号分别为：R4-β-CD、Rt-4-β-CD、R8-β-CD、Ri-8-β-CD以及R12-β-CD。
本发明所述的一取代β-环糊精衍生物可用作脱除水中有机污染物的脱除剂，由于在本发明所提供的一取代β-环糊精衍生物结构中，β-环糊精腔体上所连的取代基中含有不同链长的烷基，使得一取代β-环糊精衍生物具有很高的疏水性，解决了β-环糊精可溶于水造成不利于其在水相中应用的问题，且具有快速脱除水中有机污染物性能。
本发明所述的一取代β-环糊精衍生物用于水中有机污染物脱除的方法是：
(1)一取代β-环糊精衍生物的制备：
将一定质量的烷氧基三氟对苯二甲腈、β-环糊精(烷氧基三氟对苯二甲腈和β-环糊精的物质的量比1:1～5:1)和催化剂无水K2CO3(K2CO3与烷氧基三氟对苯二甲腈的物质的量比1:1～5:1)加入到干燥的单口烧瓶中，再加入干燥的四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺混合溶液(四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺按体积比为8:1～10:1)，溶解烷氧基三氟对苯二甲腈及β-环糊精。加料过程中保持氮气吹扫，控制反应温度为75～85℃，搅拌速度为0～800rpm下反应30～50h。反应完毕后，过滤并取出滤饼，用0.1mol·L-1稀盐酸溶液中和K2CO3，过滤后将滤饼溶解在过量的去离子水中，溶解未反应的β-环糊精，再经过滤后将所得固体充分干燥除水，得到淡黄色固体粉末状产物，收率为10.41％～71.80％。烷氧基三氟对苯二甲腈包括正丁氧基三氟对苯二甲腈、叔丁氧基三氟对苯二甲腈、正辛氧基三氟对苯二甲腈、异辛氧基三氟对苯二甲腈和正十二烷氧基三氟对苯二甲腈。
(2)本发明所述的一取代β-环糊精衍生物脱除水中有机污染物效果的评价方法为：在25～50℃下，控制一取代β-环糊精衍生物的用量为：每毫升含有有机污染物的水溶液中，按0.5～2mg的加入量将一取代β-环糊精衍生物加入到有机污染物浓度为1×10-5～1×10-4mol·L-1的污染物水溶液中，在搅拌速度为200～800rpm下进行污染物脱除，搅拌0.5～60min后离心分离，取上清液用分光光度计进行分析，计算有机污染物的脱除率，从而对本发明的一取代β-环糊精衍生物脱除污染物性能进行评价。
有机污染物脱除率按式(1)计算：
Y＝100％(Co-Ct)/Co (1)
式(1)中：Y为脱除率(％)；Co为污染物水溶液初始浓度(mol·L-1)；Ct为t时刻的污染物水溶液浓度(mol·L-1)。
本发明所述的一取代β-环糊精衍生物用于脱除水中有机污染物的优点在于：
(1)本发明所述的一取代β-环糊精衍生物结构新颖，制备过程易操作。
(2)本发明所述的一取代β-环糊精衍生物不溶于水，可在水相中应用。
(3)本发明所述的一取代β-环糊精衍生物具有快速脱除水中有机污染物性能。
(4)本发明所述的一取代β-环糊精衍生物具有优良的再生利用性。
附图说明
图1为不同取代基的一取代β-环糊精衍生物脱除水中有机污染物(以亚甲基蓝为例)性能对比，a～e分别为本发明的一取代β-环糊精衍生物R4-β-CD、Rt-4-β-CD、R8-β-CD、Ri-8-β-CD以及R12-β-CD，f为传统吸附剂活性炭。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例作进一步详细的说明。但是本发明不限于所给出的例子。
实施例1
测试在25℃下，本发明的一取代β-环糊精衍生物在水中的溶解度，并与β-环糊精的溶解度进行对比，结果列于表1。
表1 一取代β-环糊精衍生物与β-环糊精的水溶性测定
Figure BDA0001797212610000031
从表1看出，通过在β-环糊精中引入烷基链可增强一取代β-环糊精的疏水性，有利于其在水相中的应用。
应用例2
向单口烧瓶中加入正丁氧基三氟对苯二甲腈(0.5809g，4.5066mmol)、β-环糊精(5.1150g，4.5066mmol)和催化剂无水K2CO3(0.6229g，4.5066mmol)，再加入干燥的THF和DMF混合溶液(体积比为8:1)，溶解正丁氧基三氟对苯二甲腈及β-环糊精。加料过程中保持氮气吹扫，控制反应温度为75℃、搅拌速度为0rpm下反应30h。反应完毕后，过滤并取出滤饼，用0.1mol·L-1稀盐酸溶液中和K2CO3，过滤后将滤饼溶解在过量的去离子水中，溶解未反应的β-环糊精，最后过滤，并取出滤饼充分干燥除水，得到淡黄色固体粉末状正丁氧基二氟对苯二甲腈基β-环糊精，收率为10.41％。
应用例3
向单口烧瓶中加入叔丁氧基三氟对苯二甲腈(0.0591g，0.2326mmol)、β-环糊精(0.5282g，0.4652mmol)和催化剂无水K2CO3(0.0643g，0.4652mmol)，再加入干燥的THF和DMF混合溶液(体积比为9:1)，溶解正丁氧基三氟对苯二甲腈及β-环糊精。加料过程中保持氮气吹扫，控制反应温度为77℃、搅拌速度为200rpm下反应36h。反应完毕后，过滤并取出滤饼，用0.1mol·L-1稀盐酸溶液中和K2CO3，过滤后将滤饼溶解在过量的去离子水中，溶解未反应的β-环糊精，最后过滤，并取出滤饼充分干燥除水，得到黄色固体粉末状叔丁氧基二氟对苯二甲腈基β-环糊精，收率为29.55％。
应用例4
向单口烧瓶中加入正辛氧基三氟对苯二甲腈(1.4180g，4.4600mmol)、β-环糊精(15.1863g，13.3800mmol)和催化剂无水K2CO3(1.849g，13.3800mmol)，再加入干燥的THF和DMF混合溶液(体积比为10:1)，溶解正丁氧基三氟对苯二甲腈及β-环糊精。加料过程中保持氮气吹扫，控制反应温度为80℃、搅拌速度为400rpm下反应40h。反应完毕后，过滤并取出滤饼，用0.1mol·L-1稀盐酸溶液中和K2CO3，过滤后将滤饼溶解在过量的去离子水中，溶解未反应的β-环糊精，最后过滤，并取出滤饼充分干燥除水，得到淡黄色固体粉末状正辛氧基二氟对苯二甲腈基β-环糊精，收率为42.79％。
应用例5
向单口烧瓶中加入异辛氧基三氟对苯二甲腈(0.6911g，2.228mmol)、β-环糊精(10.1151g，8.912mmol)和催化剂无水K2CO3(1.1595g，8.912mmol)，再加入干燥的THF和DMF混合溶液(体积比为9:1)，溶解正丁氧基三氟对苯二甲腈及β-环糊精。加料过程中保持氮气吹扫，控制反应温度为83℃、搅拌速度为600rpm下反应45h。反应完毕后，过滤并取出滤饼，用0.1mol·L-1稀盐酸溶液中和K2CO3，过滤后将滤饼溶解在过量的去离子水中，溶解未反应的β-环糊精，最后过滤，并取出滤饼充分干燥除水，得到淡黄色固体粉末状异辛氧基二氟对苯二甲腈基β-环糊精，收率为58.14％。
应用例6
向单口烧瓶中加入正十二烷氧基三氟对苯二甲腈(0.4318g，0.5893mmol)、β-环糊精(3.3343g，2.9465mmol)和催化剂无水K2CO3(0.4072g，2.9465mmol)，再加入干燥的THF和DMF混合溶液(体积比为9:1)，溶解正丁氧基三氟对苯二甲腈及β-环糊精。加料过程中保持氮气吹扫，控制反应温度为85℃、搅拌速度为800rpm下反应50h。反应完毕后，过滤并取出滤饼，用0.1mol·L-1稀盐酸溶液中和K2CO3，过滤后将滤饼溶解在过量的去离子水中，溶解未反应的β-环糊精，最后过滤，并取出滤饼充分干燥除水，得到淡黄色固体粉末状正十二烷氧基二氟对苯二甲腈基β-环糊精，收率为71.80％。
应用例7
移取1×10-5mol·L-1亚甲基蓝水溶液于离心管中，再将离心管置于25℃下水浴加热，将R4-β-CD加入上述离心管中，控制每毫升水溶液其用量为0.5mg，在搅拌速度为200rpm下进行污染物脱除。搅拌0.5min后，离心分离，取离心管中的上清液，并用分光光度计测定亚甲基蓝含量的变化，计算脱除率为66.2％。
应用例8
移取3×10-5mol·L-1中性红水溶液于离心管中，再将离心管置于40℃下水浴加热，将R4-β-CD加入上述离心管中，控制每毫升水溶液其用量为1mg，在搅拌速度为400rpm下进行污染物脱除。搅拌1min后，离心分离，取离心管中的上清液，并用分光光度计测定中性红含量的变化，计算脱除率为67.0％。
应用例9
移取7×10-5mol·L-1β-萘酚水溶液于离心管中，再将离心管置于50℃下水浴加热，将R4-β-CD加入上述离心管中，控制每毫升水溶液其用量为2mg，在搅拌速度为600rpm下进行污染物脱除。搅拌5min后，离心分离，取离心管中的上清液，并用分光光度计测定β-萘酚含量的变化，计算脱除率为51.7％。
应用例10
移取1×10-4mol·L-1亚甲基蓝水溶液于离心管中，再将离心管置于50℃下水浴加热，将Rt-4-β-CD加入上述离心管中，控制每毫升水溶液其用量为2mg，在搅拌速度为800rpm下进行污染物脱除。搅拌10min后，离心分离，取离心管中的上清液，并用分光光度计测定亚甲基蓝含量的变化，计算脱除率为87.9％。
应用例11
移取1×10-5mol·L-1中性红水溶液于离心管中，再将离心管置于40℃下水浴加热，将Rt-4-β-CD加入上述离心管中，控制每毫升水溶液其用量为1mg，在搅拌速度为200rpm下进行污染物脱除。搅拌20min后，离心分离，取离心管中的上清液，并用分光光度计测定中性红含量的变化，计算脱除率为95.4％。
应用例12
移取3×10-5mol·L-1β-萘酚水溶液于离心管中，再将离心管置于25℃下水浴加热，将Rt-4-β-CD加入上述离心管中，控制每毫升水溶液其用量为0.5mg，在搅拌速度为400rpm下进行污染物脱除。搅拌30min后，离心分离，取离心管中的上清液，并用分光光度计测定β-萘酚含量的变化，计算脱除率为48.3％。
应用例13
移取7×10-5mol·L-1亚甲基蓝水溶液于离心管中，再将离心管置于25℃下水浴加热，将R8-β-CD加入上述离心管中，控制每毫升水溶液其用量为2mg，在搅拌速度为600rpm下进行污染物脱除。搅拌40min后，离心分离，取离心管中的上清液，并用分光光度计测定亚甲基蓝含量的变化，计算脱除率为96.8％。
应用例14
移取2.5×10-5mol·L-1中性红水溶液于离心管中，再将离心管置于25℃下水浴加热，将R8-β-CD加入上述离心管中，控制每毫升水溶液其用量为1mg，在搅拌速度为800rpm下进行污染物脱除。搅拌10min后，离心分离，取离心管中的上清液，并用分光光度计测定中性红含量的变化，计算脱除率为98.4％。
应用例15
移取2.5×10-5mol·L-1β-萘酚水溶液于离心管中，再将离心管置于25℃下水浴加热，将R8-β-CD加入上述离心管中，控制每毫升水溶液其用量为1mg，在搅拌速度为600rpm下进行污染物脱除。搅拌50min后，离心分离，取离心管中的上清液，并用分光光度计测定β-萘酚含量的变化，计算脱除率为59.3％。
应用例16
移取2.5×10-5mol·L-1亚甲基蓝水溶液于离心管中，将离心管置于25℃下水浴加热，将Ri-8-β-CD加入上述离心管中，控制每毫升水溶液其用量为1mg，在搅拌速度为600rpm下进行污染物脱除。搅拌5min后，离心分离，取离心管中的上清液，并用分光光度计测定亚甲基蓝含量的变化，计算脱除率为80.1％。
应用例17
移取2.5×10-5mol·L-1中性红水溶液于离心管中，将离心管置于25℃下水浴加热，将Ri-8-β-CD加入上述离心管中，控制每毫升水溶液其用量为1mg，在搅拌速度为600rpm下进行污染物脱除。搅拌5min后，离心分离，取离心管中的上清液，并用分光光度计测定中性红含量的变化，计算脱除率为81.8％。
应用例18
移取2.5×10-5mol·L-1β-萘酚水溶液于离心管中，将离心管置于25℃下水浴加热，将Ri-8-β-CD加入上述离心管中，控制每毫升水溶液其用量为1mg，在搅拌速度为600rpm下进行污染物脱除。搅拌60min后，离心分离，取离心管中的上清液，并用分光光度计测定β-萘酚含量的变化，计算脱除率为45.6％。
应用例19
移取2.5×10-5mol·L-1亚甲基蓝水溶液于离心管中，将离心管置于25℃下水浴加热，将R12-β-CD加入上述离心管中，控制每毫升水溶液其用量为1mg，在搅拌速度为600rpm下进行污染物脱除。搅拌5min后，离心分离，取离心管中的上清液，并用分光光度计测定亚甲基蓝含量的变化，计算脱除率为99.3％。
应用例20
移取5×10-5mol·L-1中性红水溶液于离心管中，将离心管置于25℃下水浴加热，再将R12-β-CD加入上述离心管中，控制每毫升水溶液其用量为1mg，在搅拌速度为600rpm下进行污染物脱除。搅拌5min后，离心分离，取离心管中的上清液，并用分光光度计测定中性红含量的变化，计算脱除率为92.6％。
应用例21
移取5×10-5mol·L-1β-萘酚水溶液于离心管中，将离心管置于25℃下水浴加热，再将R12-β-CD加入上述离心管中，控制每毫升水溶液其用量为1mg，在搅拌速度为600rpm下进行污染物脱除。搅拌60min后，离心分离，取离心管中的上清液，并用分光光度计测定β-萘酚含量的变化，计算脱除率为55.2％。
应用对比例
以亚甲基蓝溶液(2.5×10-5mol·L-1)为模型化合物，控制本发明制备的一取代β-环糊精衍生物和传统吸附剂活性炭在试管中的用量相同(每毫升含有有机污染物的水溶液中控制一取代β-环糊精衍生物和活性炭用量为1mg)，相同条件下搅拌脱除污染物，在搅拌不同时间后取样分析，对比本发明一取代β-环糊精衍生物和传统吸附剂活性炭的脱除水中有机污染物性能，结果如图1所示，其中a～e分别为本发明一取代β-环糊精衍生物R4-β-CD、Rt-4-β-CD、R8-β-CD、Ri-8-β-CD以及R12-β-CD，f为传统吸附剂活性炭。
本发明一取代β-环糊精衍生物用于脱除水中有机物，具有快速脱除有机污染物性能，其脱除速率高于传统吸附剂活性炭。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种用于脱除水中有机污染物的一取代β-环糊精衍生物，其特征在于：设计其结构如下：
Figure FDA0003012625200000011
其中，Rx代表烷基取代基，x代表烷基碳数，分别为：
R4＝-C4H9
Rt-4＝-C(CH3)3
R8＝-C8H17
Ri-8＝-CH(CH3)C6H13
R12＝-C12H25
β-环糊精上的取代基团处于β-环糊精的一个D-吡喃葡萄糖单元6号碳原子位置，一取代β-环糊精衍生物命名为单-6-{[2(4),5-二氟-4(2或5)-烷氧基-3,6-二腈基]-苯氧基}-β-环糊精或称为烷氧基二氟对苯二甲腈基β-环糊精。
2.根据权利要求1所述的一取代β-环糊精衍生物，设计了五种不同取代基的烷氧基二氟对苯二甲腈基β-环糊精，包括：正丁氧基二氟对苯二甲腈基β-环糊精、叔丁氧基二氟对苯二甲腈基β-环糊精、正辛氧基二氟对苯二甲腈基β-环糊精、异辛氧基二氟对苯二甲腈基β-环糊精和正十二烷氧基二氟对苯二甲腈基β-环糊精。
3.根据权利要求1所述的一取代β-环糊精衍生物的制备方法，包括：
(1)以四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺按体积比为8:1～10:1混合溶液为溶剂，溶解烷氧基三氟对苯二甲腈和β-环糊精；
(2)以无水K2CO3为催化剂，控制反应温度为75～85℃，搅拌速度为0～800rpm下反应30～50h；
(3)反应完毕后过滤，取出滤饼并用0.1mol·L-1稀盐酸中和其中的K2CO3，用去离子水溶解未反应的β-环糊精，过滤、干燥后得到烷氧基二氟对苯二甲腈基β-环糊精，收率为10.41％～71.80％。
4.根据权利要求3所述的一取代β-环糊精衍生物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中烷氧基三氟对苯二甲腈和β-环糊精的物质的量比为1:1～5:1。
5.根据权利要求3所述的一取代β-环糊精衍生物的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中催化剂K2CO3与烷氧基三氟对苯二甲腈的物质的量比为1:1～5:1。
6.根据权利要求3所述的一取代β-环糊精衍生物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中烷氧基三氟对苯二甲腈包括正丁氧基三氟对苯二甲腈、叔丁氧基三氟对苯二甲腈、正辛氧基三氟对苯二甲腈、异辛氧基三氟对苯二甲腈和正十二烷氧基三氟对苯二甲腈。
7.根据权利要求1所述的一取代β-环糊精衍生物的应用，其特征在于：所述的一取代β-环糊精衍生物应用于脱除水中有机污染物。
8.根据权利要求7所述的一取代β-环糊精衍生物的应用，其特征在于：所述的水中有机污染物为亚甲基蓝、中性红和β-萘酚，其浓度为1×10-5～1×10-4mol·L-1。
9.根据权利要求7所述的一取代β-环糊精衍生物的应用，其特征在于：控制一取代β-环糊精衍生物用量为每毫升水溶液0.5～2mg，脱除温度为25～50℃，搅拌速度为200～800rpm，搅拌时间为0.5～60min。
CN201811061436.6A 2018-11-12 2018-11-12 一种用于脱除水中有机污染物的一取代β-环糊精衍生物及其制备与使用方法 Expired - Fee Related CN109331784B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811061436.6A CN109331784B (zh) 2018-11-12 2018-11-12 一种用于脱除水中有机污染物的一取代β-环糊精衍生物及其制备与使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811061436.6A CN109331784B (zh) 2018-11-12 2018-11-12 一种用于脱除水中有机污染物的一取代β-环糊精衍生物及其制备与使用方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109331784A CN109331784A (zh) 2019-02-15
CN109331784B true CN109331784B (zh) 2021-06-11

Family

ID=65304779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811061436.6A Expired - Fee Related CN109331784B (zh) 2018-11-12 2018-11-12 一种用于脱除水中有机污染物的一取代β-环糊精衍生物及其制备与使用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109331784B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116178590B (zh) * 2022-12-09 2024-03-29 杭州楠大环保科技有限公司 一种适用于废水处理的微生物营养增效剂

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0695968A2 (en) * 1994-08-01 1996-02-07 Eastman Kodak Company Viscosity reduction in a photographic melt
CN1944472A (zh) * 2005-10-09 2007-04-11 中国科学院理化技术研究所 水溶性环糊精包结络合引发剂及制备方法
CN105126768A (zh) * 2015-09-11 2015-12-09 中国石油大学(华东) 一种基于超分子包合作用的轻质油品脱硫剂及其使用方法
CN106589168A (zh) * 2016-12-16 2017-04-26 中国人民大学 一种β‑环糊精复合物及其制备方法与在水处理中的应用
CN108554387A (zh) * 2018-04-19 2018-09-21 南昌航空大学 一种β-环糊精聚合物及制备和利用其处理阳离子染料废水的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0695968A2 (en) * 1994-08-01 1996-02-07 Eastman Kodak Company Viscosity reduction in a photographic melt
CN1944472A (zh) * 2005-10-09 2007-04-11 中国科学院理化技术研究所 水溶性环糊精包结络合引发剂及制备方法
CN105126768A (zh) * 2015-09-11 2015-12-09 中国石油大学(华东) 一种基于超分子包合作用的轻质油品脱硫剂及其使用方法
CN106589168A (zh) * 2016-12-16 2017-04-26 中国人民大学 一种β‑环糊精复合物及其制备方法与在水处理中的应用
CN108554387A (zh) * 2018-04-19 2018-09-21 南昌航空大学 一种β-环糊精聚合物及制备和利用其处理阳离子染料废水的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Effective Removal of Phenylamine, Quinoline, and Indole from Light Oil by β-Cyclodextrin Aqueous Solution through Molecular Inclusion;Zunbin Duan等;《Energy Fuels》;ACS Publications;20180816;第32卷;全文 *
环糊精衍生物的分子形态及其构筑策略研究进展;沈海民等;《化工与进展》;20150205;第34卷(第2期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109331784A (zh) 2019-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2018528859A (ja) アントラキノン機能化したポリフッ化ビニリデン超ろ過膜の製造方法
CN110183675B (zh) 一种超支化聚硫代酰胺类化合物及其制备方法和应用
CN109400781B (zh) 一种超交联多孔聚离子液体材料的制备方法及其应用
CN109331784B (zh) 一种用于脱除水中有机污染物的一取代β-环糊精衍生物及其制备与使用方法
CN113004498B (zh) 一种光学活性螺旋聚卡宾嵌段共聚物及其制备方法
CN117105990B (zh) 一种催化制备聚噻吩用催化剂及p3ht材料
CN109265695B (zh) 一种增稠改性黄原胶的制备方法及应用
CN112608472A (zh) 一种末端功能化聚合物及利用炔铜进行CuAAC聚合的方法
CN110841601B (zh) 一种用于脱除水中有机污染物的β-环糊精二聚体及其制备与使用方法
CN114560964B (zh) 一种羧基功能化聚离子液体的合成方法及其应用
CN108164432A (zh) 一种受阻胺类抗氧剂的制备方法
CN112934201B (zh) 一种复合废气吸附材料及其制备方法
CN109081854A (zh) (–)-2-(4′-吡啶基)-4,5-蒎烯-吡啶六氟乙酰丙酮锰配合物及制备方法
CN102675654B (zh) 一种嵌段聚合物刷的制备方法
CN115403777B (zh) 三维羧酸共价有机框架材料及制备方法和应用
CN110387019B (zh) 一种用于去除2,4-d农药残留分子印迹聚合物的制备方法及其应用
CN109970959B (zh) 聚噌啉电解质化合物及其制备方法与应用
CN113845631B (zh) 一种具有生物基大分子的分子印迹聚合物的制备方法及应用
CN115558087B (zh) 一种光学活性螺旋聚卡宾及其制备方法和聚合后修饰方法
CN115382501B (zh) 一种高效除硼吸附剂及其制备方法和应用
CN103102472B (zh) 氯甲基化聚苯乙烯树脂1%dvb交联骨架与1,4-萘醌共聚物的合成及应用
CN107029665B (zh) 一种氨苄青霉素的高效吸附混合材料及其应用
CN110339728B (zh) 一种基于新功能单体铅(ii)离子印迹复合膜的制备方法及应用
CN116925310A (zh) 一种双链缩合的网状聚吡咯甲烯吸附剂及制备方法
CN103497341B (zh) 一种基于可移动交联剂的分离材质制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20210611

Termination date: 20211112

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee