CN112023884A - 一种胺肟基多孔骨架材料及其制备方法和在吸附分离铀离子中的应用 - Google Patents

一种胺肟基多孔骨架材料及其制备方法和在吸附分离铀离子中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112023884A
CN112023884A CN201910478951.2A CN201910478951A CN112023884A CN 112023884 A CN112023884 A CN 112023884A CN 201910478951 A CN201910478951 A CN 201910478951A CN 112023884 A CN112023884 A CN 112023884A
Authority
CN
China
Prior art keywords
amidoxime
based porous
cyano
framework material
reaction
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.)
Granted
Application number
CN201910478951.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112023884B (zh
Inventor
朱广山
元野
李樟楠
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.)
Northeast Normal University
Original Assignee
Northeast Normal University
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 Northeast Normal University filed Critical Northeast Normal University
Priority to CN201910478951.2A priority Critical patent/CN112023884B/zh
Publication of CN112023884A publication Critical patent/CN112023884A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112023884B publication Critical patent/CN112023884B/zh
Active 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
    • 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
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3085—Chemical treatments not covered by groups B01J20/3007 - B01J20/3078
    • 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
    • C02F1/285—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using synthetic organic sorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明提供了一种胺肟基多孔骨架材料及其制备方法和在吸附分离铀离子中的应用。本发明提供的胺肟基多孔骨架材料的制备方法包括以下步骤：将芳香族氰基化合物和芳香族化合物在催化剂作用下进行肖尔反应，得到氰基多孔骨架材料；所述催化剂为活化氯化铝；将氰基多孔骨架材料、盐酸羟胺和三乙胺进行胺肟基化反应，得到胺肟基多孔骨架材料。本发明提供的胺肟基多孔骨架材料结构稳定性和化学稳定性较好，且对铀离子吸附量较高。实施例结果表明，本发明提供的胺肟基多孔骨架材料对铀离子的吸附量最高可达703mg·g‑1。

Description

一种胺肟基多孔骨架材料及其制备方法和在吸附分离铀离子 中的应用
技术领域
本发明涉及功能材料领域，尤其涉及一种胺肟基多孔骨架材料及其制备方法和在吸附分离铀离子中的应用。
背景技术
核能源作为一种清洁、安全、高效的能源，在保证全球能源安全和应对气候变化方面具有不可替代的作用。国际原子能(IAEA)等机构预测：未来的几十年，铀核裂变产生的能量将成为全球主要的能量来源。铀元素是核能发电的主要原料，伴随着核电产业的高速发展，陆地上较易开采的铀矿资源将在未来几十年间耗尽。海水中溶解铀的含量高达45亿吨，高效大量的从海水中富集铀元素将极大程度的降低工业中的成本和能耗，改变现有的能源产业链，提高工业生产效益，满足人类几万年的能源需求。然而，海水中的铀离子浓度极低约为3.3ppb，这使得传统方法难以有效的从海水中提取铀离子。因此，高效吸附剂材料的设计与合成是当前亟待解决的问题。
目前，人们研究通过多孔材料对铀进行吸附，但是现有技术中的多孔材料对铀离子的吸附效果并不理想。
发明内容
本发明提供了一种胺肟基多孔骨架材料及其制备方法和应用，本发明提供的胺肟基多孔骨架材料对铀离子吸附量较高，最高可达703mg·g-1。
本发明提供了一种胺肟基多孔骨架材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将芳香族氰基化合物和芳香族化合物在催化剂作用下进行肖尔反应，得到氰基多孔骨架材料；所述催化剂为活化氯化铝；
(2)将所述步骤(1)得到的氰基多孔骨架材料、盐酸羟胺和三乙胺进行胺肟基化反应，得到胺肟基多孔骨架材料。
优选的，所述步骤(1)中活化氯化铝的制备方法包括如下步骤：将氯化铝在氯仿中进行加热处理；所述加热处理的温度为40～100℃，时间为1～24h。
优选的，所述步骤(1)中肖尔反应的温度为40～100℃，时间为1～24h。
优选的，所述步骤(1)中芳香族氰基化合物包括苯腈、4-氰基联苯、对苯二腈和4,4'-联苯二腈中的一种或多种；所述芳香族化合物包括苯，联苯，邻三联苯、间三联苯、对三联苯、1,3,5-三苯基苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、偏三甲苯、均三甲苯、氯苯和溴苯中的一种或多种。
优选的，所述步骤(1)中芳香族氰基化合物和芳香族化合物的摩尔比为1:4～4:1。
优选的，所述步骤(2)中胺肟基化反应的温度为40～100℃，时间为24～72h。
优选的，所述步骤(2)中氰基多孔骨架材料、盐酸羟胺和三乙胺的质量比为0.1～0.3:0.2～0.6:0.5～1。
本发明还提供了上述技术方案所述方法制备得到的胺肟基多孔骨架材料，所述胺肟基多孔骨架材料为实心球，所述实心球的直径为1～3μm；所述胺肟基多孔骨架材料的比表面积为100～1500m2g-1。
本发明还提供了上述技术方案所述胺肟基多孔骨架材料在吸附分离铀离子中的应用。
优选的，所述胺肟基多孔骨架材料用于吸附含铀废液或海水中的铀离子。
本发明提供的胺肟基多孔骨架材料的制备方法包括以下步骤：将芳香族氰基化合物和芳香族化合物在催化剂作用下进行肖尔反应，得到氰基多孔骨架材料；所述催化剂为活化氯化铝；将氰基多孔骨架材料、盐酸羟胺和三乙胺进行胺肟基化反应，得到胺肟基多孔骨架材料。本发明通过上述方法制备得到的胺肟基多孔骨架材料对铀离子吸附量较高，且热稳定性和化学稳定性较好，在有机溶剂中长时间浸泡后结构仍然保持完整。实施例结果表明，本发明提供的胺肟基多孔骨架材料对铀离子的吸附量最高可达703mg·g-1。
附图说明
图1为实施例1制备得到的胺肟基多孔骨架材料的扫描电镜图；
图2为实施例2制备得到的胺肟基多孔骨架材料的扫描电镜图；
图3为实施例1制备得到的胺肟基多孔骨架材料的红外谱图；
图4为实施例1制备得到的胺肟基多孔骨架材料在不同溶剂浸泡48小时后的红外谱图；
图5为实施例1制备得到的胺肟基多孔骨架材料的热重谱图；
图6为实施例3制备得到的胺肟基多孔骨架材料的氮气吸附曲线图；
图7为实施例4胺肟基多孔骨架材料对铀离子的吸附容量随时间变化曲线图。
具体实施方式
本发明提供了一种胺肟基多孔骨架材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将芳香族氰基化合物和芳香族化合物在催化剂作用下进行肖尔反应，得到氰基多孔骨架材料；所述催化剂为活化氯化铝；
(2)将所述步骤(1)得到的氰基多孔骨架材料、盐酸羟胺和三乙胺进行胺肟基化反应，得到胺肟基多孔骨架材料。
本发明将芳香族氰基化合物和芳香族化合物在催化剂作用下进行肖尔反应，得到氰基多孔骨架材料。
在本发明中，所述芳香族氰基化合物优选包括苯腈、4-氰基联苯、对苯二腈和4,4'-联苯二腈中的一种或多种；所述芳香族化合物优选包括苯，联苯，邻三联苯、间三联苯、对三联苯、1,3,5-三苯基苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、偏三甲苯、均三甲苯、氯苯和溴苯中的一种或多种。在本发明中，所述芳香族氰基化合物和芳香族化合物的摩尔比优选为1:4～4:1，进一步优选为1:3～3:1，更优选为1:2～2:1，最优选为1:1。本发明优选以上述芳香族氰基化合物和芳香族化合物为原料，有利于使最终制备得到的胺肟基多孔骨架材料具有刚性结构，刚性单体可以很好地支撑多孔材料结构，提高多孔材料的机械强度；同时有利于提高胺肟基多孔骨架材料的比表面积，避免了多孔材料在使用过程中的团聚问题，有利于分离回收使用，最大限度地提高了胺肟基多孔骨架材料的可操作性和实用性。
在本发明中，所述催化剂为活化氯化铝，所述活化氯化铝的制备方法优选包括如下步骤：将氯化铝在氯仿中进行加热处理；所述加热处理的温度为40～100℃，优选为50～80℃，进一步优选为60～70℃；时间为1～24h，优选为2～20h，进一步优选为5～15h。在本发明中，所述催化剂和芳香族氰基化合物的用量比优选为0.5g:1～4mmol。
本发明将芳香族氰基化合物和芳香族化合物在催化剂作用下进行肖尔反应，所述肖尔反应优选在溶剂中进行，所述溶剂优选包括氯仿和/或二氯甲烷。在本发明中，所述肖尔反应的温度优选为40～100℃，进一步优选为50～80℃，更优选为60～70℃，时间优选为1～24h，进一步优选为2～22h，更优选为5～20h，最优选为10～15h。在本发明中，所述肖尔反应优选在保护气氛下进行，所述保护气氛优选包括氮气气氛。本发明在肖尔反应过程中，所述芳香族氰基化合物和芳香族化合物发生聚合，生成氰基多孔骨架材料。
肖尔反应完成后，本发明优选将肖尔反应体系冷却后过滤，收集固体，然后将固体依次进行洗涤、索氏提取和烘干处理，得到氰基多孔骨架材料。本发明优选用1mol/L的盐酸洗涤固体粗产物，然后依次用甲醇、四氢呋喃和氯仿分别进行索氏提取，每次索氏提取的时间优选为48h。索氏提取完成后，本发明对索氏提取产物进行烘干处理，所述烘干的温度优选为100℃，时间优选为24h，所述烘干处理优选在真空气氛中进行，得到氰基多孔骨架材料。
得到氰基多孔骨架材料后，本发明将所述氰基多孔骨架材料、盐酸羟胺和三乙胺进行胺肟基化反应，得到胺肟基多孔骨架材料。
在本发明中，所述胺肟基化反应优选在反应溶剂中进行，所述反应溶剂优选包括乙醇、甲醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、丙三醇、四氢呋喃、甘油和水中的一种或多种。在本发明中，所述氰基多孔骨架材料、盐酸羟胺和三乙胺的质量比优选为0.1～0.3:0.2～0.6:0.5～1，进一步优选为0.2:0.5:0.75。在本发明中，所述胺肟基化反应的温度优选为40～100℃，进一步优选为50～80℃，更优选为60～70℃，时间优选为24～72h，进一步优选为30～65h，更优选为40～50h。本发明在胺肟基化反应过程中，所述氰基多孔骨架材料中的氰基与盐酸羟胺和三乙胺发生反应，生成胺肟基。
胺肟基化反应完成后，本发明将胺肟基反应体系冷却后过滤，收集固体，然后将固体依次进行洗涤、索氏提取和烘干处理，得到胺肟基多孔骨架材料。本发明优选用氢氧化钠洗涤固体粗产物，然后用乙醇进行索氏提取，所述氢氧化钠的浓度优选为1mol/L，所述索氏提取的时间优选为48h。索氏提取完成后，本发明对索氏提取产物进行烘干处理，得到胺肟基多孔骨架材料；所述烘干的温度优选为100℃，时间优选为24h；所述烘干处理优选在真空气氛下进行。
本发明通过在多孔材料中修饰胺肟基，使多孔材料能够有效吸附铀离子，结合本发明提供的多孔材料结构特点，使得本发明提供的多孔材料对铀离子吸附量较高。
本发明还提供了上述技术方案所述方法制备得到的胺肟基多孔骨架材料，所述胺肟基多孔骨架材料为实心球，所述实心球的直径为1～3μm；所述胺肟基多孔骨架材料的比表面积为100～1500m2g-1。
本发明还提供了上述技术方案所述胺肟基多孔骨架材料在吸附分离铀离子中的应用。在本发明中，所述胺肟基多孔骨架材料优选用于吸附含铀废液或海水中的铀离子。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
在圆底烧瓶中加入500mg三氯化铝，将烧瓶抽真空后，充入氮气，然后注入氯仿，加热至60℃持续3小时。然后将苯腈和联苯(比例为1：4)的氯仿溶液加入到圆底烧瓶中，继续保持60℃21小时，待反应结束并冷却后过滤，将过滤得到的粗产物用1mol/LHCl溶液处理，然后分别用甲醇、四氢呋喃和氯仿进行索氏提取。接着，将得到的产物在真空环境下，加热至80℃持续24小时，得到氰基多孔骨架材料。将氰基多孔骨架材料取出200mg均匀分散在乙醇中，加入0.5g盐酸羟胺和0.75g三乙胺，然后加热到70℃持续48小时。待反应冷却后过滤，将得到的产物先用1mol/LNaOH溶液处理，再用乙醇进行索氏提取处理，最终，将产物在真空环境下，加热至100℃持续24小时，得到胺肟基多孔骨架材料。
将实施例1得到的胺肟基多孔骨架材料作为吸附剂进行铀离子吸附实验：取10mg吸附剂放入到1L铀离子浓度为7ppm的模拟海水中，室温下吸附2小时，铀离子吸附量为254mg·g-1。
实施例2
在圆底烧瓶中加入500mg三氯化铝，将烧瓶抽真空后，充入氮气，然后注入氯仿，加热至60℃持续3小时。然后将苯腈和联苯(比例为1：2)的氯仿溶液加入到圆底烧瓶中，继续保持60℃21小时，待反应结束并冷却后过滤，将过滤得到的粗产物用1mol/LHCl溶液处理，然后分别用甲醇，四氢呋喃和氯仿进行索氏提取。接着，将得到的产物在真空环境下，加热至80℃持续24小时，得到氰基多孔骨架材料。将氰基多孔骨架材料取出200mg均匀分散在乙醇中，加入0.5g盐酸羟胺和0.75g三乙胺，然后加热到70℃持续48小时。待反应冷却后过滤，将得到的产物先用1mol/LNaOH溶液处理，再用乙醇进行索氏提取处理，最终，将产物在真空环境下，加热至100℃持续24小时，得到胺肟基多孔骨架材料。
将实施例2得到的胺肟基多孔骨架材料作为吸附剂进行铀离子吸附实验：取10mg吸附剂放入到1L铀离子浓度为7ppm的模拟海水中，室温下吸附2小时，铀离子吸附量为374mg·g-1。
实施例3
在圆底烧瓶中加入500mg三氯化铝，将烧瓶抽真空后，充入氮气，然后注入氯仿，加热至60℃持续3小时。然后将苯腈和联苯(比例为1：1)的氯仿溶液加入到圆底烧瓶中，继续保持60℃21小时，待反应结束并冷却后过滤，将过滤得到的粗产物用1mol/LHCl溶液处理，然后分别用甲醇，四氢呋喃和氯仿进行索氏提取。接着，将得到的产物在真空环境下，加热至80℃持续24小时，得到氰基多孔骨架材料。将氰基多孔骨架材料取出200mg均匀分散在乙醇中，加入0.5g盐酸羟胺和0.75g三乙胺，然后加热到70℃持续48小时。待反应冷却后过滤，将得到的产物先用1mol/LNaOH溶液处理，再用乙醇进行索氏提取处理，最终，将产物在真空环境下，加热至100℃持续24小时，得到胺肟基多孔骨架材料。
将实施例3得到的胺肟基多孔骨架材料作为吸附剂进行铀离子吸附实验：取10mg吸附剂放入到1L铀离子浓度为7ppm的模拟海水中，室温下吸附2小时，铀离子吸附量为537mg·g-1。
实施例4
在圆底烧瓶中加入500mg三氯化铝，将烧瓶抽真空后，充入氮气，然后注入氯仿，加热至60℃持续3小时。然后将苯腈和联苯(比例为2：1)的氯仿溶液加入到圆底烧瓶中，继续保持60℃21小时，待反应结束并冷却后过滤，将过滤得到的粗产物用1mol/LHCl溶液处理，然后分别用甲醇，四氢呋喃和氯仿进行索氏提取。接着，将得到的产物在真空环境下，加热至80℃持续24小时，得到氰基多孔骨架材料。将氰基多孔骨架材料取出200mg均匀分散在乙醇中，加入0.5g盐酸羟胺和0.75g三乙胺，然后加热到70℃持续48小时。待反应冷却后过滤，将得到的产物先用1mol/LNaOH溶液处理，再用乙醇进行索氏提取处理，最终，将产物在真空环境下，加热至100℃持续24小时，得到胺肟基多孔骨架材料。
将实施例4得到的胺肟基多孔骨架材料作为吸附剂进行铀离子吸附实验：取10mg吸附剂放入到1L铀离子浓度为7ppm的模拟海水中，室温下吸附2小时，铀离子吸附量为703mg·g-1。
实施例5
在圆底烧瓶中加入500mg三氯化铝，将烧瓶抽真空后，充入氮气，然后注入氯仿，加热至60℃持续3小时。然后将苯腈和联苯(比例为4：1)的氯仿溶液加入到圆底烧瓶中，继续保持60℃21小时，待反应结束并冷却后过滤，将过滤得到的粗产物用1mol/LHCl溶液处理，然后分别用甲醇，四氢呋喃和氯仿进行索氏提取。接着，将得到的产物在真空环境下，加热至80℃持续24小时，得到氰基多孔骨架材料。将氰基多孔骨架材料取出200mg均匀分散在乙醇中，加入0.5g盐酸羟胺和0.75g三乙胺，然后加热到70℃持续48小时。待反应冷却后过滤，将得到的产物先用1mol/LNaOH溶液处理，再用乙醇进行索氏提取处理，最终，将产物在真空环境下，加热至100℃持续24小时，得到胺肟基多孔骨架材料。
将实施例5得到的胺肟基多孔骨架材料作为吸附剂进行铀离子吸附实验：取10mg吸附剂放入到1L铀离子浓度为7ppm的模拟海水中，室温下吸附2小时，铀离子吸附量为487mg·g-1。
实施例6
在圆底烧瓶中加入500mg三氯化铝，将烧瓶抽真空后，充入氮气，然后注入氯仿，加热至60℃持续3小时。然后将苯腈和均苯三苯(比例为2：1)的氯仿溶液加入到圆底烧瓶中，继续保持60℃21小时，待反应结束并冷却后过滤，将过滤得到的粗产物用1mol/LHCl溶液处理，然后分别用甲醇，四氢呋喃和氯仿进行索氏提取。接着，将得到的产物在真空环境下，加热至80℃持续24小时，得到氰基多孔骨架材料。将氰基多孔骨架材料取出200mg均匀分散在乙醇中，加入0.5g盐酸羟胺和0.75g三乙胺，然后加热到70℃持续48小时。待反应冷却后过滤，将得到的产物先用1mol/LNaOH溶液处理，再用乙醇进行索氏提取处理，最终，将产物在真空环境下，加热至100℃持续24小时，得到胺肟基多孔骨架材料。
将实施例6得到的胺肟基多孔骨架材料作为吸附剂进行铀离子吸附实验：取10mg吸附剂放入到1L铀离子浓度为7ppm的模拟海水中，室温下吸附2小时，铀离子吸附量为505mg·g-1。
实施例7
在圆底烧瓶中加入500mg三氯化铝，将烧瓶抽真空后，充入氮气，然后注入氯仿，加热至60℃持续3小时。然后将苯腈和对三联苯(比例为2：1)的氯仿溶液加入到圆底烧瓶中，继续保持60℃21小时，待反应结束并冷却后过滤，将过滤得到的粗产物用1mol/LHCl溶液处理，然后分别用甲醇，四氢呋喃和氯仿进行索氏提取。接着，将得到的产物在真空环境下，加热至80℃持续24小时，得到氰基多孔骨架材料。将氰基多孔骨架材料取出200mg均匀分散在乙醇中，加入0.5g盐酸羟胺和0.75g三乙胺，然后加热到70℃持续48小时。待反应冷却后过滤，将得到的产物先用1mol/LNaOH溶液处理，再用乙醇进行索氏提取处理，最终，将产物在真空环境下，加热至100℃持续24小时，得到胺肟基多孔骨架材料。
将实施例7得到的胺肟基多孔骨架材料作为吸附剂进行铀离子吸附实验：取10mg吸附剂放入到1L铀离子浓度为7ppm的模拟海水中，室温下吸附2小时，铀离子吸附量为613mg·g-1。
结构表征和性能分析
对实施例1和实施例2制备得到的胺肟基多孔骨架材料进行扫描电镜测试，测试结果分别如图1和图2所示。由图1和图2可知，本发明制备得到的胺肟基多孔骨架材料为球形，直径为1～3μm。
对实施例1制备得到的胺肟基多孔骨架材料进行红外测试，测试结果如图3所示，由图3可以看出：N-H拉伸振动(3453cm-1，3360cm-1)，C＝N拉伸振动(1650cm-1)，C-N拉伸振动(1382cm-1)和N-O拉伸振动(914cm-1)处出现的特征峰，说明胺肟基成功引入到多孔骨架材料中。实施例2～8制备得到的胺肟基多孔骨架材料的红外谱图与图3类似，在此不再赘述。
将实施例1制备得到的胺肟基多孔骨架材料分别在乙醇、甲醇、四氢呋喃、氯仿、丙酮和N,N'-二甲基甲酰胺等溶剂中浸泡48小时，测试浸泡溶剂后材料的红外谱图，测试结果如图4所示。图4中的曲线由上到下依次为空白溶剂、乙醇、甲醇、四氢呋喃、三氯甲烷、丙酮和N,N'-二甲基甲酰胺浸泡后的多孔材料红外谱图。由图4可知，浸泡48小时后，多孔材料的红外谱图没有变化，说明胺肟基多孔骨架材料在常见溶剂中稳定性较好。实施例2～8制备得到的胺肟基多孔骨架材料在有机溶剂中浸泡后的红外谱图与图4类似，在此不再赘述。
对实施例1制备得到的胺肟基多孔骨架材料进行热重测试，测试结果如图5所示，由图5可知，本发明提供的胺肟基多孔骨架材料热稳定性较好。实施例2～8制备得到的胺肟基多孔骨架材料的热重谱图与图5类似，在此不再赘述。
对实施例3制备得到的氰基多孔骨架材料和胺肟基多孔骨架材料进行氮气吸附实验，测试结果如图6所示。图6中，“DCF-CN”代表氰基多孔骨架材料，“DCF-AO”代表胺肟基多孔骨架材料。由图6测试结果可知，氰基多孔芳香骨架材料的比表面积为521m2/g，胺肟基多孔芳香骨架材料的比表面积为405m2/g，说明本发明通过修饰胺肟基，降低了比表面积，但是本发明提供的胺肟基多孔芳香骨架材料的比表面积仍然较高。
图7为实施例4胺肟基多孔骨架材料吸附铀离子的吸附容量随时间变化曲线，由图7可知，本发明提供的胺肟基多孔骨架材料对铀离子吸附量较高，最高可达703mg·g-1。
综上，本发明提供的胺肟基多孔骨架材料热稳定性和溶剂稳定性较好，对铀离子吸附量较高，最高可达703mg·g-1。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种胺肟基多孔骨架材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将芳香族氰基化合物和芳香族化合物在催化剂作用下进行肖尔反应，得到氰基多孔骨架材料；所述催化剂为活化氯化铝；
(2)将所述步骤(1)得到的氰基多孔骨架材料、盐酸羟胺和三乙胺进行胺肟基化反应，得到胺肟基多孔骨架材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中活化氯化铝的制备方法包括如下步骤：将氯化铝在氯仿中进行加热处理；所述加热处理的温度为40～100℃，时间为1～24h。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中肖尔反应的温度为40～100℃，时间为1～24h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中芳香族氰基化合物包括苯腈、4-氰基联苯、对苯二腈和4,4'-联苯二腈中的一种或多种；所述芳香族化合物包括苯，联苯，邻三联苯、间三联苯、对三联苯、1,3,5-三苯基苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、偏三甲苯、均三甲苯、氯苯和溴苯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中芳香族氰基化合物和芳香族化合物的摩尔比为1:4～4:1。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中胺肟基化反应的温度为40～100℃，时间为24～72h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中氰基多孔骨架材料、盐酸羟胺和三乙胺的质量比为0.1～0.3:0.2～0.6:0.5～1。
8.权利要求1～7任一项所述方法制备得到的胺肟基多孔骨架材料，所述胺肟基多孔骨架材料为实心球，所述实心球的直径为1～3μm；所述胺肟基多孔骨架材料的比表面积为100～1500m2·g-1。
9.权利要求8所述胺肟基多孔骨架材料在吸附分离铀离子中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述胺肟基多孔骨架材料用于吸附含铀废液或海水中的铀离子。
CN201910478951.2A 2019-06-04 2019-06-04 一种胺肟基多孔骨架材料及其制备方法和在吸附分离铀离子中的应用 Active CN112023884B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910478951.2A CN112023884B (zh) 2019-06-04 2019-06-04 一种胺肟基多孔骨架材料及其制备方法和在吸附分离铀离子中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910478951.2A CN112023884B (zh) 2019-06-04 2019-06-04 一种胺肟基多孔骨架材料及其制备方法和在吸附分离铀离子中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112023884A true CN112023884A (zh) 2020-12-04
CN112023884B CN112023884B (zh) 2022-04-15

Family

ID=73575984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910478951.2A Active CN112023884B (zh) 2019-06-04 2019-06-04 一种胺肟基多孔骨架材料及其制备方法和在吸附分离铀离子中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112023884B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114566703A (zh) * 2022-02-25 2022-05-31 东北师范大学 一种基于paf材料的准固态聚合物电解质及其制备方法
CN115672279A (zh) * 2022-11-18 2023-02-03 浙江理工大学 改性双胺肟基UiO-66-2AO材料、制备方法与其在吸附水体中铀酰离子的应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4564659A (en) * 1982-09-01 1986-01-14 Sumitomo Chemical Company, Limited Chelate resin and process for producing the same
CN1454706A (zh) * 2003-04-22 2003-11-12 万荣联丰特种树脂材料有限公司 一种吸附镓专用螯合树脂及制备方法
CN103289088A (zh) * 2013-05-13 2013-09-11 中南大学 一种聚芳基均三嗪和聚芳基均三嗪孔材料及它们的制备方法
CN108421540A (zh) * 2018-05-07 2018-08-21 南京信息工程大学 一种三聚氰胺基有机多孔材料及其制备方法
CN108676150A (zh) * 2018-05-18 2018-10-19 长春市力诚必成新药科技开发有限责任公司 利用次级结构基块构筑的多孔芳香骨架材料

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4564659A (en) * 1982-09-01 1986-01-14 Sumitomo Chemical Company, Limited Chelate resin and process for producing the same
CN1454706A (zh) * 2003-04-22 2003-11-12 万荣联丰特种树脂材料有限公司 一种吸附镓专用螯合树脂及制备方法
CN103289088A (zh) * 2013-05-13 2013-09-11 中南大学 一种聚芳基均三嗪和聚芳基均三嗪孔材料及它们的制备方法
CN108421540A (zh) * 2018-05-07 2018-08-21 南京信息工程大学 一种三聚氰胺基有机多孔材料及其制备方法
CN108676150A (zh) * 2018-05-18 2018-10-19 长春市力诚必成新药科技开发有限责任公司 利用次级结构基块构筑的多孔芳香骨架材料

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GOPALAN, A ET AL.: "Synthesis of Novel Poly(amidoxime) Grafted Multiwall Carbon Nanotube Gel and Uranium Adsorption", 《JOURNAL OF NANOSCIENCE AND NANOTECHNOLOGY》 *
HUBICKI, Z ET AL.: "Palladium(II) removal from chloride and chloride-nitrate solutions by chelating ion-exchangers containing N-donor atoms", 《MINERALS ENGINEERING》 *
ZAHRA, M ET AL.: "Efficient Uptake of Cd(II) and Pb(II) Ions by Aromatic Polyamidoximes", 《INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH》 *
ZHANGNAN LI ET AL.: "Constructing amidoxime-modified porous adsorbents with open architecture for costeffective and efficient uranium extraction", 《CHEMICAL SCIENCE》 *
海伟: "基于β-环糊精新型聚合物的制备及对有机染料吸附性研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114566703A (zh) * 2022-02-25 2022-05-31 东北师范大学 一种基于paf材料的准固态聚合物电解质及其制备方法
CN115672279A (zh) * 2022-11-18 2023-02-03 浙江理工大学 改性双胺肟基UiO-66-2AO材料、制备方法与其在吸附水体中铀酰离子的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN112023884B (zh) 2022-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112023884B (zh) 一种胺肟基多孔骨架材料及其制备方法和在吸附分离铀离子中的应用
US11969705B2 (en) Irreversible covalent organic framework for efficient and selective gold recovery and preparation method thereof
CN110606940B (zh) 一种含咔唑结构单元的多孔芳香骨架材料及其制备方法和应用
JP2019118859A (ja) 希ガス分離膜、及びこれを用いた、実用に適用可能な純度の希ガスの製造方法
CN102151573B (zh) 一种用于制备氯乙烯的低汞催化剂的制备方法
CN102614683A (zh) 一种从高放废物分离元素钯和次锕系元素的方法
Brown et al. Green mechanochemical synthesis of imine-linked covalent organic frameworks for high iodine capture
CN113769715A (zh) 一种钇基金属有机骨架材料及其制备方法与应用
US11293110B2 (en) Method for extracting uranium with coupling device of wind power generation and uranium extraction from seawater
CN112940269B (zh) 一种用于分离乙烷和甲烷的铜基金属有机骨架材料Cu-IPA及其制备方法与应用
Xu et al. Silica-based covalent organic framework composite for efficient separation and enrichment of palladium and its heterogeneous catalysis application
CN109734957B (zh) 一种改性金属有机骨架材料的制备方法及其制得的材料
CN105921113A (zh) 一种用于脱除水中邻苯二甲酸的吸附剂及其制备方法
CN112500555B (zh) 一种具有氙氪分离功能的多孔芳香骨架材料的制备方法
CN108516532B (zh) 基于二维聚合物的多孔碳材料及其制备和应用
CN116459785A (zh) 一种埃洛石纳米管复合材料的制备方法及在铀污染处理中的应用
CN109317116B (zh) 一种复合树脂及其制备方法和对硝酸介质中钯的回收方法
CN114700051A (zh) 一种吸附Np(Ⅳ)、Pu(Ⅳ)的方法、树脂及其制备方法
CN104275096A (zh) 一种凹凸棒多孔膜的制备方法
CN113967461B (zh) 一种富含胺基的多孔碳材料及其制备方法和应用
CN109201005B (zh) 一种动态共价亚胺凝胶吸附剂及用于吸附水中酚类化合物的方法
CN116836334B (zh) 一种用于分离检测锝的闪烁树脂及其制备方法和应用
Qin et al. Cross-linked amidoxime porous resin for selective gallium separation in Bayer solutions: Reaction mechanism and kinetic study
CN107115846A (zh) 一种冠醚固载化玻璃纤维材料及其制备方法
US20160053344A1 (en) Sulfonamide-based separation media for rare earth element separations

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