CN111530431B - 一种磁性超交联有机聚合物材料、制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高比表面磁性超交联有机微孔聚合物材料及其制备和应用;将FeCl3.6H2O,无水乙酸钠溶于乙二醇中,放入反应釜反应得到Fe3O4磁性纳米粒子;Fe3O4磁性纳米粒子加入H2O和EtOH混合溶剂中,加入NH3.H2O,正硅酸乙酯反应得到Fe3O4@SiO2;将Fe3O4@SiO2加入到异丙醇中,加入苯基三乙氧基硅烷得到Fe3O4@SiO2@Be;将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子加入到1,2‑二氯乙烷中,继续加入交联剂二甲氧基甲烷和甲苯,加入无水氯化铁,真空干燥得到高比表面磁性超交联有机微孔聚合物材料。应用高比表面磁性超交联有机微孔聚合物材料对石脑油中己烷异构体、甲苯等C4‑C10的烃类成份进行分离分析。

Description

一种磁性超交联有机聚合物材料、制备方法和应用
技术领域
本发明属于材料领域,涉及一种高比表面磁性纳米超交联有机微孔聚合物吸附材料、制备方法和应用。
背景技术
有机微孔聚合物IUPAC的定义:孔径小于2nm的材料,有非常高的比表面积,具有良好的物理化学稳定性。其主要由轻质非金属元素如碳,氢,硼和氮组成。有机微孔聚合物是一类较新的材料,它应用范围很广泛,可在多相催化,吸附,分离和气体储存等领域应用。因此,研究人员对有机微孔聚合物材料的合成及应用产生浓厚的兴趣。通过选择单体,适当长度的交联剂和优化反应条件,生成具有可调整的多孔拓扑结构的聚合物框架。近年来,由于合成方法多样,功能化程度高,比表面积大,试剂成本低,操作条件温和等显著优点,使得超交联有机微孔聚合物发展迅速。在结构和形态研究方面取得的进展,使得超交联有机微孔聚合物广泛应用于能源和环境领域,如气体储存,碳捕获,污染物去除,分子分离,催化,药物输送,传感等。石脑油是原油从常压蒸馏初馏点到200℃(或180℃)之间的馏分,碳数分布在C4-C10之间。烃类组成主要包括正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳烃,含量因原油的来源有所差异。石脑油是最重要的蒸汽裂解制乙烯和催化重整制芳烃原料。典型石脑油组成:正构烷烃占30%,异构烷烃占30%(其中单甲基异构烷烃约占石脑油的20%),环烷烃占30%,芳烃占10%。目前我国以石脑油作为乙烯裂解的主要原料,约占65%。中国目前石脑油的主要来源有两种:一是炼厂一体化生产,将炼厂副产的石脑油作为乙烯裂解的原料,这种模式在国内很多乙烯项目中得到采用;二是从国外采购石脑油。石脑油为原料,典型的乙烯收率约为30%~35%。裂解工艺条件、裂解反应器型式和原料的特性等都是影响乙烯收率的重要因素,但各个因素对乙烯收率的影响程度互异,其中最重要的影响因素是原料性质。一般来说将烃类混合物作为裂解原料,以多产乙烯、丙烯和不易生焦为标准来衡量原料的优劣。综合考虑不同族组成分子的尺度差异和族组成定向分离产生的经济效益,优化分离方案,将烷烃(正构烷烃和单甲基异构烷烃)从复杂侧链异构烷烃、环烷烃和芳烃中分离出来,富含烷烃组分是优质蒸汽裂解制乙烯(或丙烯)原料,同时作为优质重整制芳烃原料的富含非烷烃组分(复杂侧链异构烷烃、环烷烃和芳烃)中减少了非理想组分单甲基异构烷烃。分离出来的富含烷烃组分和富含非烷烃组分比例可以达到5:5,与乙烯和芳烃工业对原料的需求数量可以较好地匹配。吸附分离是目前石脑油中烃类成分正/异构烷烃分离的主要技术。石脑油中吸附分离正构烷烃主要基于择形吸附原理,通常以5A分子筛为吸附剂,其孔径为0.5nm左右,主孔道是一个内部孔体积为0.776nm3的立方钠晶格。正构烷烃分子的临界直径为0.49nm,而异构烷烃、环烷烃和芳香烃分子的临界直径均大于 0.55nm。正构烷烃分子可进入5A分子筛孔道内被吸附,而非正构烷烃则不能进入孔道内部,从而实现正/异构烷烃的分离。5A分子筛具有较好的择形吸附作用,已被广泛用于石脑油中正构烷烃和非正构烷烃的分离,但易于变形,不耐高温。据文献报导目前常见的石脑油分离的技术主要有:膜分离技术和吸附分离技术等。膜分离技术是一种新兴的化工分离技术,具有分离精度高、渗透率高、选择性高、常温下操作无相态变化、能耗低、污染小的优点,但是没有适合应用于分离正构烷烃的膜材料。吸附分离法是目前应用最广泛的正/异构烷烃分离方法。吸附分离法具有分离效率高、能耗低、分离产品纯度高等优点。目前,正/ 异构烷烃吸附分离工艺缺乏一种对石脑油进行高效分离以及优化利用石脑油资源的方法。因此,本领域迫切需要开发一种操作温度低、可连续操作、产率高、脱附剂损耗低、产品收率高和吸附剂利用率高的正/异构烷烃分离方法。高比表面超交联有机微孔聚合物(HCPs)代表了先进的多孔聚合物材料的一个子类,具有高孔隙率和物理化学稳定性。HCPs可以通过一步的Friedel-Crafts聚合来合成。高比表面超交联有机微孔聚合物综合了孔径可控、孔隙率高、比表面积大、热稳定性和化学稳定性的优点和特性,在石脑油的吸附分离、氮气和二氧化碳吸附、环境污染物的处理等方面有很大的应用潜力。Fe3O4不仅具有小尺寸效应,表面效应等纳米材料的通性,而且由于其独特的超顺磁性,逐渐引起了科学家们的注意。目前比较成熟的Fe3O4制备方法有化学方法。常用的化学制备方法主要有化学共沉淀法、溶胶-凝胶法、溶剂热法、高温分解法、微乳液法等方法。由于四氧化三铁磁性纳米粒子的粒径小,比表面积大,且磁性纳米粒子间存在偶极-偶极作用,使磁性纳米粒子易发生团聚现象,因此有必要对磁性纳米粒子进行表面功能化处理,改变磁性纳米粒子的形貌并提其分散性,使纳米粒子的表面带有不同的基团,提高其表面活性,增强磁性纳米粒子与其他物质的相容性,使其具有新的功能。常用的表面功能化:无机分子,有机小分子,有机高分子化合物等。二氧化硅有良好的生物相容性,不仅增强了Fe3O4在溶液中的稳定性,而且表面存在的硅烷醇基团很容易进一步衍生,因此选择正硅酸乙酯为改性剂在Fe3O4表面包覆无机物SiO2,形成了具有核-壳结构Fe3O4@SiO2复合纳米粒子。选用苯基三乙氧基硅烷为硅烷化试剂,将苯基修饰在Fe3O4@SiO2表面,以便于采用付-克烷基化反应并以FDA(甲醛二甲基缩醛)为交联剂将超交联有机微孔聚合物包覆在磁性微球的表面,从而得到Fe3O4@SiO2@Be@HCPs这类既具有微孔吸附分离石脑油中烃类成分的能力又具有磁性的多功能复合磁性纳米材料。
最后利用制备得到的磁性超交联有机微孔聚合物对石脑油模拟液(正己烷、2-甲基戊烷、3- 甲基戊烷、2,2-二甲基丁烷、2,3-二甲基丁烷、环己烷、甲苯、二甲苯、异辛烷、正庚烷等)进行吸附分离的初步研究,并通过气相色谱-质谱联用的方法对分离结果进行了分析。发现其对石脑油模拟液具有一定的吸附分离能力,且在外加磁场的作用下加以固定磁性超交联有机微孔聚合物防止材料损失,并回收利用磁性复合材料,环保又经济,为实现该材料实际应用到工业化的目标提供了依据。
发明内容
本发明目的是提供一种高比表面磁性纳米超交联有机微孔聚合物吸附材料及其制备方法和应用,是在磁性纳米粒子表面采用傅-克烷基化反应包覆超交联有机微孔聚合物,从而得到磁性超交联有机微孔聚合物,并实现其在工业化石脑油吸附分离方面的应用。
一种高比表面磁性超交联有机微孔聚合物材料,其结构式为:
Figure RE-GDA0002574980230000031
其中,
Figure RE-GDA0002574980230000032
代表Fe3O4磁性纳米粒子;
Figure RE-GDA0002574980230000033
代表包覆SiO2硅壳;
Figure RE-GDA0002574980230000034
代表包覆SiO2硅膜的Fe3O4磁性纳米粒子;
Figure RE-GDA0002574980230000041
代表高比表面超交联有机微孔聚合物材料。
本发明所述的一种高比表面磁性超交联有机微孔聚合物材料的制备方法:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 0.5-1.35g,无水乙酸钠1-3.6g,溶于40mL 乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应5-12h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 0.16-1g,加入H2O和 EtOH体积比为2-10的混合溶剂中,超声分散10-50min,搅拌下加入NH3.H2O调节至 pH=9-10,加入0.1-2mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应4-12h后用HCl水溶液调节 pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子0.2g-1g加入到50- 160mL异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=8~10后继续逐滴加入0.2-2mL苯基三乙氧基硅烷,反应4-12h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.1-0.5g加入到20-100mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.04-0.06mol交联剂二甲氧基甲烷和0.02-0.1mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.02-0.04mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
反应式:
Figure RE-GDA0002574980230000051
高比表面磁性纳米超交联有机微孔聚合物材料对石脑油中烃类成分吸附分离性能的评价。
应用上述高比表面磁性纳米超交联有机微孔聚合物材料,对石脑油模拟液及实际石脑油中烃类成分吸附分离,通过气相色谱-质谱联用的检测手段证明制备的高比表面磁性纳米超交联有机微孔聚合物材料具有一定的石脑油模拟液及实际石脑油中烃类成分吸附分离能力。
称取一定量(100-200mg)Fe3O4@SiO2@Be@HCPs分散于甲醇,填充于管路,用甲醇一定量(5-10mL)以流速0.3-0.5mL·min-1推管路气泡,用注射器以0.1-0.2 mL·min-1进样(模拟液或实际石脑油样品)3-6mL。静置15min后,用0.05mL·min-1正己烷洗脱,每10min接收吸附后样品。将样品逐一标号并使用GC-MS检测,从而得到高比表面磁性纳米超交联有机微孔聚合物材料吸附分离石脑油模拟液及实际石脑油中烃类成分效果。
本发明具有操作简单方便、对石脑油模拟液及实际石脑油中烃类成分吸附分离效果好等优点。且该高比表面磁性纳米超交联有机微孔聚合物材料在外加磁场下可以与吸附液彻底分离,既不会对目标分离物造成污染又可以完全回收,从而达到经济又环保的双方目的。
为了更好地理解本发明,下面结合本发明的实施例,进一步来说明本发明的实质性内容,但本发明的内容并不局限于此。
具体实施方式
实施例1:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 0.5g,无水乙酸钠1g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应5h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 0.16g,加入H2O和EtOH 体积比为2的混合溶剂中,超声分散10min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=9,加入0.1mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应4h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子0.2g加入到50mL异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=8后继续逐滴加入0.2mL苯基三乙氧基硅烷,反应4h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次, 60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.1g加入到20mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.04mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.02mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.02mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
评价吸附分离能力
称取100mg Fe3O4@SiO2@Be@HCPs分散于甲醇,填充于管路,用甲醇5mL以流速0.3mL·min-1推管路气泡,用注射器以0.1mL·min-1进样模拟液3mL。静置15min后,用0.05mL·min-1正己烷洗脱,每10min接收吸附后样品。将样品逐一标号并使用GC-MS检测,从而得到高比表面磁性纳米超交联有机微孔聚合物材料吸附分离石脑油模拟液中烃类成分效果。
实施例2:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 1.35g,无水乙酸钠3.6g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应12h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 1g,加入H2O和EtOH体积比为10的混合溶剂中,超声分散50min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=10,加入2mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应12h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子1g加入到160mL异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=10后继续逐滴加入2mL苯基三乙氧基硅烷,反应12h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.5g加入到100mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.06mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.1mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.04mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
评价吸附分离效果
称取200mg Fe3O4@SiO2@Be@HCPs分散于甲醇,填充于管路,用甲醇10mL以流速0.5mL·min-1推管路气泡,用注射器以0.1mL·min-1进样模拟液6mL。静置15min后,用0.05mL·min-1正己烷洗脱,每10min接收吸附后样品。将样品逐一标号并使用GC-MS检测,从而得到高比表面磁性纳米超交联有机微孔聚合物材料吸附分离石脑油模拟液中烃类成分效果。
实施例3:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 0.5g,无水乙酸钠1g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应5h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 1g,加入H2O和EtOH体积比为10的混合溶剂中,超声分散50min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=10,加入2mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应12h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子1g加入到160mL异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=10后继续逐滴加入2mL苯基三乙氧基硅烷,反应12h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次, 60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.5g加入到100mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.06mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.1mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.04mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
评价吸附分离效果
称取100mg Fe3O4@SiO2@Be@HCPs分散于甲醇,填充于管路,用甲醇5mL以流速0.3mL·min-1推管路气泡,用注射器以0.1mL·min-1进样实际石脑油样品3mL。静置15min 后,用0.05mL·min-1正己烷洗脱,每10min接收吸附后样品。将样品逐一标号并使用GC- MS检测,从而得到高比表面磁性纳米超交联有机微孔聚合物材料吸附分离实际石脑油中烃类成分效果。
实施例4:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 0.5g,无水乙酸钠1g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应5h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 0.16g,加入H2O和EtOH 体积比为2的混合溶剂中,超声分散10min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=9,加入0.1mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应4h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子1g加入到160mL异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=10后继续逐滴加入2mL苯基三乙氧基硅烷,反应12h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次, 60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.5g加入到100mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.06mol交联剂二甲氧基甲烷和0.1mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.04mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
评价吸附分离效果
称取200mg Fe3O4@SiO2@Be@HCPs分散于甲醇,填充于管路,用甲醇10mL以流速0.5mL·min-1推管路气泡,用注射器以0.2mL·min-1进样实际石脑油样品6mL。静置15min 后,用0.05mL·min-1正己烷洗脱,每10min接收吸附后样品。将样品逐一标号并使用GC- MS检测,从而得到高比表面磁性纳米超交联有机微孔聚合物材料吸附分离实际石脑油中烃类成分效果。
实施例5:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 0.5g,无水乙酸钠1g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应5h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 0.16g,加入H2O和EtOH 体积比为2的混合溶剂中,超声分散10min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=9,加入0.1mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应4h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子0.2g加入到50mL异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=8后继续逐滴加入0.2mL苯基三乙氧基硅烷,反应4h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次, 60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.5g加入到100mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.06mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.1mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.04mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
评价吸附分离效果
称取150mg Fe3O4@SiO2@Be@HCPs分散于甲醇,填充于管路,用甲醇8mL以流速0.4mL·min-1推管路气泡,用注射器以0.2mL·min-1进样模拟液3mL。静置15min后,用0.05mL·min-1正己烷洗脱,每10min接收吸附后样品。将样品逐一标号并使用GC-MS检测,从而得到高比表面磁性纳米超交联有机微孔聚合物材料吸附分离石脑油模拟液中烃类成分效果。
实施例6:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 1.35g,无水乙酸钠3.6g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应12h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 0.16g,加入H2O和EtOH 体积比为2的混合溶剂中,超声分散10min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=9,加入0.1mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应4h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子0.2g加入到50mL异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=8后继续逐滴加入0.2mL苯基三乙氧基硅烷,反应4h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次, 60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.1g加入到20mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.04mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.02mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.02mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
评价吸附分离效果
称取180mg Fe3O4@SiO2@Be@HCPs分散于甲醇,填充于管路,用甲醇7mL以流速0.3mL·min-1推管路气泡,用注射器以0.1mL·min-1进样实际石脑油样品6mL。静置15min 后,用0.05mL·min-1正己烷洗脱,每10min接收吸附后样品。将样品逐一标号并使用GC- MS检测,从而得到高比表面磁性纳米超交联有机微孔聚合物材料吸附分离实际石脑油中烃类成分效果。
实施例7:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 1.35g,无水乙酸钠3.6g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应12h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 1g,加入H2O和EtOH体积比为10的混合溶剂中,超声分散50min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=10,加入2mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应12h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子0.2g加入到50mL异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=8后继续逐滴加入0.2mL苯基三乙氧基硅烷,反应4h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.1g加入到20mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.04mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.02mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.02mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
评价吸附分离效果
称取200mg Fe3O4@SiO2@Be@HCPs分散于甲醇,填充于管路,用甲醇9mL以流速0.4mL·min-1推管路气泡,用注射器以0.1mL·min-1进样实际石脑油样品6mL。静置15min 后,用0.05mL·min-1正己烷洗脱,每10min接收吸附后样品。将样品逐一标号并使用GC- MS检测,从而得到高比表面磁性纳米超交联有机微孔聚合物材料吸附分离实际石脑油中烃类成分效果。
实施例8:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 1.35g,无水乙酸钠3.6g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应12h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 1g,加入H2O和EtOH体积比为10的混合溶剂中,超声分散50min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=10,加入2mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反12h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子1g加入到160mL异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=10后继续逐滴加入2mL苯基三乙氧基硅烷,反应12h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次, 60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.1g加入到20mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.04mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.02mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.02mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
评价吸附分离效果
称取130mg Fe3O4@SiO2@Be@HCPs分散于甲醇,填充于管路,用甲醇5mL 以流速0.35mL·min-1推管路气泡,用注射器以0.1mL·min-1进样模拟液3mL。静置15min后,用0.05mL·min-1正己烷洗脱,每10min接收吸附后样品。将样品逐一标号并使用GC-MS检测,从而得到高比表面磁性纳米超交联有机微孔聚合物材料吸附分离石脑油模拟液中烃类成分效果。
实施例9:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 0.8g,无水乙酸钠1.6g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应7h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 0.46g,加入H2O和EtOH 体积比为3的混合溶剂中,超声分散30min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=10,加入0.8mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应8h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子0.8g加入到80mL异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=9后继续逐滴加入0.8mL苯基三乙氧基硅烷,反应8h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次, 60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.3g加入到80mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.05mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.08mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.03mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
评价吸附分离效果
称取110mg Fe3O4@SiO2@Be@HCPs分散于甲醇,填充于管路,用甲醇6mL以流速0.3mL·min-1推管路气泡,用注射器以0.1mL·min-1进样模拟液4mL。静置15min后,用0.05mL·min-1正己烷洗脱,每10min接收吸附后样品。将样品逐一标号并使用GC-MS检测,从而得到高比表面磁性纳米超交联有机微孔聚合物材料吸附分离石脑油模拟液中烃类成分效果。
实施例10:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 0.9g,无水乙酸钠1.6g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应8h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 1g,加入H2O和EtOH体积比为5的混合溶剂中,超声分散20min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=9,加入0.9mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应6h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子0.7g加入到100mL 异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=9后继续逐滴加入0.7mL 苯基三乙氧基硅烷,反应10h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.4g加入到70mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.05mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.06mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.03mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
评价吸附分离效果
称取170mg Fe3O4@SiO2@Be@HCPs分散于甲醇,填充于管路,用甲醇8mL以流速0.4mL·min-1推管路气泡,用注射器以0.1mL·min-1进样模拟液5mL。静置15min后,用0.05mL·min-1正己烷洗脱,每10min接收吸附后样品。将样品逐一标号并使用GC-MS检测,从而得到高比表面磁性纳米超交联有机微孔聚合物材料吸附分离石脑油模拟液中烃类成分效果。
实施例11:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 1.32g,无水乙酸钠3.1g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应9h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 0.18g,加入H2O和EtOH 体积比为8的混合溶剂中,超声分散20min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=9,加入0.8mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应10h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子0.9g加入到140mL 异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=9后继续逐滴加入1.2mL 苯基三乙氧基硅烷,反应9h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.4g加入到50mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.04mol交联剂二甲氧基甲烷和0.08mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.03mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
评价吸附分离效果
称取110mg Fe3O4@SiO2@Be@HCPs分散于甲醇,填充于管路,用甲醇6mL以流速0.3mL·min-1推管路气泡,用注射器以0.1mL·min-1进样模拟液4mL。静置15min后,用0.05mL·min-1正己烷洗脱,每10min接收吸附后样品。将样品逐一标号并使用GC-MS检测,从而得到高比表面磁性纳米超交联有机微孔聚合物材料吸附分离石脑油模拟液中烃类成分效果。
实施例12:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 1.33g,无水乙酸钠2.6g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应10h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 0.56g,加入H2O和EtOH 体积比为8的混合溶剂中,超声分散25min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=9,加入1.2mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应5h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子0.7g加入到50mL异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=9后继续逐滴加入1.4mL苯基三乙氧基硅烷,反应9h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次, 60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.3g加入到90mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.04mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.06mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.04mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
评价吸附分离效果
称取110mg Fe3O4@SiO2@Be@HCPs分散于甲醇,填充于管路,用甲醇6mL以流速0.3mL·min-1推管路气泡,用注射器以0.1mL·min-1进样模拟液4mL。静置15min后,用0.05mL·min-1正己烷洗脱,每10min接收吸附后样品。将样品逐一标号并使用GC-MS检测,从而得到高比表面磁性纳米超交联有机微孔聚合物材料吸附分离实际石脑油样品中烃类成分效果。
实施例13:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 0.85g,无水乙酸钠3.2g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应5h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 0.86g,加入H2O和EtOH 体积比为8的混合溶剂中,超声分散45min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=10,加入1.8mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应10h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子0.8g加入到120mL 异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=10后继续逐滴加入1.6mL苯基三乙氧基硅烷,反应8h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.4g加入到60mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.06mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.1mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.03mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
实施例14:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 0.55g,无水乙酸钠1.6g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应6h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 1g,加入H2O和EtOH体积比为5的混合溶剂中,超声分散30min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=9,加入0.9mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应7h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子0.9g加入到110mL 异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=8后继续逐滴加入0.7mL 苯基三乙氧基硅烷,反应6h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.5g加入到75mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.04mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.04mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.03mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
实施例15:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 1.25g,无水乙酸钠1.6g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应9h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 0.66g,加入H2O和EtOH 体积比为6的混合溶剂中,超声分散35min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=9,加入1.1mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应8h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子1g加入到160mL异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=10后继续逐滴加入2mL苯基三乙氧基硅烷,反应10h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次, 60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.35g加入到65mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.04mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.07mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.04mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
实施例16:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 1.15g,无水乙酸钠1.8g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应7h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 0.7g,加入H2O和EtOH 体积比为4的混合溶剂中,超声分散40min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=10,加入0.9mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应7h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子0.8g加入到160mL 异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=8后继续逐滴加入0.9mL 苯基三乙氧基硅烷,反应12h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.5g加入到100mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.06mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.1mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.02mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
实施例17:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 0.75g,无水乙酸钠1.6g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应8h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 1g,加入H2O和EtOH体积比为7的混合溶剂中,超声分散50min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=10,加入2mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应12h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子0.6g加入到160mL 异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=10后继续逐滴加入2mL苯基三乙氧基硅烷,反应10h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.4g加入到100mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.06mol交联剂二甲氧基甲烷和0.1mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.04mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
实施例18:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 1.05g,无水乙酸钠1.6g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应7h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 0.76g,加入H2O和EtOH 体积比为8的混合溶剂中,超声分散15min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=9,加入1 mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应6h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子1g加入到160mL异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=8后继续逐滴加入1.2mL苯基三乙氧基硅烷,反应9h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次, 60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.5g加入到100mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.06mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.1mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.04mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
实施例19:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 0.85g,无水乙酸钠1.9g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应9h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 0.16g,加入H2O和EtOH 体积比为2的混合溶剂中,超声分散20min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=9,加入0.9mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应8h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子1g加入到130mL异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=8后继续逐滴加入2mL苯基三乙氧基硅烷,反应7.5h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.4g加入到80mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.05mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.09mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.03mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
实施例20:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 1.05g,无水乙酸钠1.9g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应10h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 0.96g,加入H2O和EtOH 体积比为7的混合溶剂中,超声分散50min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=9,加入1.1mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应6h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子0.6g加入到160mL 异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=10后继续逐滴加入0.8mL苯基三乙氧基硅烷,反应9h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.3g加入到60mL1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.04mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.07mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.03mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
实施例21:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 0.7g,无水乙酸钠2.3g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应8h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 0.86g,加入H2O和EtOH 体积比为6的混合溶剂中,超声分散50min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=9,加入2 mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应4h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子1g加入到160mL异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=9后继续逐滴加入1.2mL苯基三乙氧基硅烷,反应9h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次, 60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.4g加入到90mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.06mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.1mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.04mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
实施例22:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 1.35g,无水乙酸钠1.6g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应11h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 1g,加入H2O和EtOH体积比为8的混合溶剂中,超声分散35min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=9,加入0.9mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应8h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子1g加入到140mL异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=10后继续逐滴加入1.4mL 苯基三乙氧基硅烷,反应9h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.5g加入到90mL1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.06mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.09mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.03mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
实施例23:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 0.85g,无水乙酸钠2.9g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应8h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 0.78g,加入H2O和EtOH 体积比为5的混合溶剂中,超声分散35min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=9,加入0.9mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应5h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子0.8g加入到110mL 异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=8后继续逐滴加入0.9mL 苯基三乙氧基硅烷,反应7h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.3g加入到60mL 1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.05mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.09mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.03mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
实施例24:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 0.66g,无水乙酸钠1.4g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应8h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 1g,加入H2O和EtOH体积比为8的混合溶剂中,超声分散30min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=9,加入0.9mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应7h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子0.8g加入到160mL 异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=8后继续逐滴加入1.2mL 苯基三乙氧基硅烷,反应8h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.5g加入到80mL1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.06mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.08mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.04mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
实施例25:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3.6H2O 1.05g,无水乙酸钠1.9g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应7h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 0.56g,加入H2O和EtOH 体积比为3的混合溶剂中,超声分散30min,搅拌下加入NH3.H2O调节至pH=9,加入0.7mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应7h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子0.7g加入到100mL 异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=8后继续逐滴加入0.9mL 苯基三乙氧基硅烷,反应7h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.3g加入到80mL1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.04mol交联剂二甲氧基甲烷和 0.1mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.03mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h。反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色。60℃下真空干燥24h。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的应用及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种高比表面积磁性超交联有机微孔聚合物材料,其结构式为:
Figure FDA0003157869320000011
其中,
Figure FDA0003157869320000012
代表Fe3O4磁性纳米粒子;
Figure FDA0003157869320000013
代表包覆SiO2硅壳;
Figure FDA0003157869320000014
代表包覆SiO2硅膜的Fe3O4磁性纳米粒子;
Figure FDA0003157869320000015
代表高比表面积超交联有机微孔聚合物材料。
2.一种权利要求1所述的高比表面积磁性超交联有机微孔聚合物材料的制备方法,其特征在于:
(1)Fe3O4磁性纳米粒子的制备:将FeCl3·6H2O 0.5-1.35g,无水乙酸钠1-3.6g,溶于40mL乙二醇中,放入50mL反应釜于200℃反应5-12h,待反应釜冷却后将含有磁性纳米粒子的溶液转移至250mL锥形瓶中后,分别用乙醇和去离子水各超声洗三次,使用外加磁场进行分离,最后在真空干燥箱60℃下真空干燥,12h后,取出称量得到的Fe3O4磁性纳米粒子;
(2)Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子的制备:称量第一步产品Fe3O4 0.16-1g,加入H2O和EtOH体积比为2-10的混合溶剂中,超声分散10-50min,搅拌下加入NH3·H2O调节至pH=9-10,加入0.1-2mL正硅酸乙酯到溶液中,室温下反应4-12h后用HCl水溶液调节pH=7,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,50℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2
(3)Fe3O4@SiO2@Be的制备:将制得的Fe3O4@SiO2复合磁性纳米粒子0.2g-1g加入到50-160mL异丙醇中,氮气保护下超声搅拌10min,升温至70℃,调节pH=8~10后继续逐滴加入0.2-2mL苯基三乙氧基硅烷,反应4-12h,使用外加磁场进行分离,用去离子水和EtOH各超声洗涤三次,60℃真空干燥后得到产品Fe3O4@SiO2@Be;
(4)高比表面积磁性超交联有机微孔聚合物(HCPs)的制备:将制得的Fe3O4@SiO2@Be复合磁性纳米粒子0.1-0.5g加入到20-100mL1,2-二氯乙烷中,氮气保护下加入0.04-0.06mol交联剂二甲氧基甲烷和0.02-0.1mol甲苯,氮气保护搅拌下加入0.02-0.04mol无水氯化铁,45℃下回流反应5h,80℃回流反应8h,反应完成后将产物转移至锥形瓶中,用甲醇洗涤6次至上清液无色,60℃下真空干燥24h。
3.一种权利要求1所述的高比表面积磁性超交联有机微孔聚合物材料的应用,其特征在于:应用高比表面积磁性超交联有机微孔聚合物材料,对石脑油中C4-C10烃类成分进行分离分析。
4.权利要求3所述的高比表面积磁性超交联有机微孔聚合物材料的应用,其特征在于:高比表面积磁性超交联有机微孔聚合物材料,对石脑油模拟液中己烷异构体、甲苯进行分离分析。
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