CN113117656A - 一种含多功能基多孔吸附剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种含多功能基多孔吸附剂及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113117656A
CN113117656A CN201911406905.8A CN201911406905A CN113117656A CN 113117656 A CN113117656 A CN 113117656A CN 201911406905 A CN201911406905 A CN 201911406905A CN 113117656 A CN113117656 A CN 113117656A
Authority
CN
China
Prior art keywords
multifunctional
adsorbent
porous adsorbent
porous
acid
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
CN201911406905.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113117656B (zh
Inventor
朱广山
周术元
元野
韩浩
周洪
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.)
Institute Of Chemical Defense Chinese Academy Of Military Sciences
Northeast Normal University
Original Assignee
Institute Of Chemical Defense Chinese Academy Of Military Sciences
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 Institute Of Chemical Defense Chinese Academy Of Military Sciences, Northeast Normal University filed Critical Institute Of Chemical Defense Chinese Academy Of Military Sciences
Priority to CN201911406905.8A priority Critical patent/CN113117656B/zh
Publication of CN113117656A publication Critical patent/CN113117656A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113117656B publication Critical patent/CN113117656B/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
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/264—Synthetic macromolecular compounds derived from different types of monomers, e.g. linear or branched copolymers, block copolymers, graft copolymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明提供了一种含多功能基多孔吸附剂及其制备方法和应用，涉及功能材料技术领域。本发明提供的制备方法，包括以下步骤：将含多功能基化合物、芳香族化合物、催化剂和溶剂混合，进行肖尔反应，得到含多功能基多孔吸附剂。本发明以含多功能基化合物和芳香族化合物为原料进行肖尔反应，使制备得到的含多功能基多孔吸附剂具有刚性结构，能够有效地支撑多孔吸附剂的结构，提高多孔吸附剂的机械强度；并具有比表面积大的特性，避免多孔吸附剂在使用过程中的团聚问题，有利于分离回收使用，最大限度地提高了含多功能基多孔骨吸附剂的可操作性和实用性。

Description

一种含多功能基多孔吸附剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及功能材料技术领域，尤其涉及一种含多功能基多孔吸附剂及其制备方法和应用。
背景技术
根据结构组成，将多孔材料分为无机多孔材料(沸石、碳材料等)、无机-有机杂化多孔材料(MOFs、CPs等)和有机多孔材料。其中，有机多孔材料作为一种新型的功能平台，是物理、化学和材料科学领域的一个新的研究热点。由于综合了多孔材料和聚合物的优势，有机多孔材料具有高的表面积、可调节的骨架、良好的孔隙度和易于操作的机械结构。多种合成技术将物理性能和化学功能结合在一起，为有机多孔材料的设计和制备提供了诸多便利。
但是由于有机多孔材料的骨架柔韧性大，导致其空间结构的局限性，使其在实际应用过程中存在一定的缺陷，比如比表面积较小，官能团难以暴露，可利用密度较小的技术缺陷。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种含多功能基多孔吸附剂及其制备方法和应用。本发明制得的含多功能基多孔吸附剂具有刚性结构，比表面积大的特性。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种含多功能基多孔吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
将含多功能基化合物、芳香族化合物、催化剂和溶剂混合，进行肖尔反应，得到含多功能基多孔吸附剂；
所述含多功能基化合物包括苯膦酸、苯甲酸、苯乙酸、对苯二甲酸、对苯二乙酸、均苯三甲酸、均苯三乙酸、4,4'-联苯二甲酸、4-联苯乙酸、苯胺、对苯二胺、4,4'-联苯二胺、4-氨基联苯、单体A和单体B中的一种或多种；
其中，单体A具有式I所示结构，单体B具有式II所示结构：
Figure BDA0002348897540000021
所述催化剂为氯化铝。
优选地，所述含多功能基化合物和芳香族化合物的摩尔比为1:4～4:1。
优选地，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。
优选地，所述肖尔反应的温度为40～100℃，时间为1～24h。
优选地，所述氯化铝经氯仿活化。
优选地，所述活化包括以下步骤：
在保护气氛下，将氯化铝在氯仿中进行加热；
所述加热的温度为40～100℃，时间为1～24h。
优选地，所述催化剂和含多功能基化合物的用量比为0.5g:1～4mmol。
本发明还提供了上述技术方案所述方法制备得到的含多功能基多孔吸附剂，所述含多功能基多孔吸附剂为实心纳米球，所述实心纳米球的直径为1～3nm；所述含多功能基多孔吸附剂的比表面积为100～1500m2·g-1。
本发明还提供了上述技术方案所述的含多功能基多孔吸附剂在吸附分离有机污染物中的应用。
本发明提供了一种含多功能基多孔吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将含多功能基化合物、芳香族化合物、催化剂和溶剂混合，进行肖尔反应，得到含多功能基多孔吸附剂；所述含多功能基化合物包括苯膦酸、苯甲酸、苯乙酸、对苯二甲酸、对苯二乙酸、均苯三甲酸、均苯三乙酸、4,4'-联苯二甲酸、4-联苯乙酸、苯胺、对苯二胺、4,4'-联苯二胺、4-氨基联苯、单体A和单体B中的一种或多种；
其中，单体A具有式I所示结构，单体B具有式II所示结构：
Figure BDA0002348897540000031
所述催化剂为氯化铝。
本发明以特定组分的含多功能基化合物和芳香族化合物为原料进行肖尔反应，有利于提高含多功能基多孔吸附剂的比表面积，避免多孔吸附剂在使用过程中出现团聚问题，有利于分离回收使用，最大限度地提高了含多功能基多孔吸附剂的可操作性和实用性，同时制备得到的含多功能基多孔吸附剂具有刚性结构，刚性单体能够有效地支撑多孔吸附剂的结构，提高多孔吸附剂的机械强度。且本发明制备得到的含多功能基多孔吸附剂具有良好的热稳定性和化学稳定性，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，本发明提供的含多功能基多孔吸附剂的最大比表面积可达1341m2/g。
附图说明
图1为实施例4和5制备得到的含多功能基多孔吸附剂的核磁谱图，其中，a为单体A的核磁谱图，b为单体B的核磁谱图；
图2为实施例1～5制备得到的含多功能基多孔吸附剂的扫描电镜图，其中，a为YLD-COOH吸附剂的扫描电镜图，b为YLD-NH2吸附剂的扫描电镜图，c为YLD-PO3吸附剂的扫描电镜图，d为YLD-CONH吸附剂的扫描电镜图，e为YLD-CNOH吸附剂的扫描电镜图；
图3为实施例1～5制备得到的含多功能基多孔吸附剂的红外谱图，其中，a为YLD-COOH吸附剂的红外谱图，b为YLD-NH2吸附剂的红外谱图，c为YLD-PO3吸附剂的红外谱图，d为YLD-CONH吸附剂的红外谱图，e为YLD-CNOH吸附剂的红外谱图；
图4为实施例1～5制备得到的含多功能基多孔吸附剂的透射电镜图，其中，a为YLD-COOH吸附剂的透射电镜图，b为YLD-NH2吸附剂的透射电镜图，c为YLD-PO3吸附剂的透射电镜图，d为YLD-CONH吸附剂的透射电镜图，e为YLD-CNOH吸附剂的透射电镜图；
图5为实施例1～5制备得到的含多功能基多孔吸附剂的热重谱图；
图6为实施例1～5制备得到的含多功能基多孔吸附剂的氮气吸附曲线图；
图7为实施例1～5制备得到的含多功能基多孔吸附剂的X射线粉末衍射图；
图8为实施例1～5制备得到的含多功能基多孔吸附剂的孔径分布图；
图9为实施例3制备得到的含磷酸基多孔吸附剂经不同溶剂处理后的红外谱图。
具体实施方式
本发明提供了一种含多功能基多孔吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
将含多功能基化合物、芳香族化合物、催化剂和溶剂混合，进行肖尔反应，得到含多功能基多孔吸附剂。
在本发明中，若无特殊说明，所采用原料均为本领域常规市售产品。
在本发明中，所述含多功能基化合物包括苯膦酸、苯甲酸、苯乙酸、对苯二甲酸、对苯二乙酸、均苯三甲酸、均苯三乙酸、4,4'-联苯二甲酸、4-联苯乙酸、苯胺、对苯二胺、4,4'-联苯二胺、4-氨基联苯、单体A和单体B中的一种或多种；
单体A具有式I所示结构，单体B具有式II所示结构：
Figure BDA0002348897540000041
在本发明中，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，所述含多功能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。在本发明中，所述单体A优选由包括以下步骤的方法制备得到：将苯胺和尿素混合加热后，依次进行洗涤和干燥，得到所述单体A。在本发明中，所述苯胺和尿素的摩尔比优选为1:5～5:1。在本发明中，所述加热的温度优选为100～180℃，时间优选为1～24h。在本发明中，所述洗涤优选在乙醇中进行。本发明对所述洗涤的具体操作没有特殊的限定，能够将混合加热后得到的产物洗涤干净即可。在本发明中，所述干燥优选在真空条件下进行，所述干燥的温度优选为40～100℃，时间优选为60℃。
在本发明中，所述单体B优选由包括以下步骤的方法制备得到：将1,3,5-三(4-氨基苯基)苯和水杨醛在乙醇中混合加热后，依次进行洗涤和干燥，得到所述单体B。在本发明中，所述1,3,5-三(4-氨基苯基)苯和水杨醛的摩尔比优选为1:4。在本发明中，所述加热的温度优选为40～100℃，时间优选为1～24h。在本发明中，所述洗涤优选在乙醇中进行。本发明对所述洗涤的具体操作没有特殊的限定，能够将混合加热后得到的产物洗涤干净即可。在本发明中，所述干燥优选在真空条件下进行，所述干燥的温度优选为60℃，时间优选为24h。在本发明中，随着含多功能基化合物的比例增加，会导致制备得到的多孔吸附剂的比表面积逐步减小，本发明采用的含多功能基化合物和芳香族化合物的摩尔比值既能够保证多孔结构的存在，又能够尽可能多的引入官能团。本发明以特定组分的含多功能基化合物与芳香族化合物为原料进行肖尔反应制备含多功能基多孔吸附剂，以芳香族化合物中的苯环作为结构单元，能够使制得的含多功能基多孔吸附剂具有刚性结构，刚性单体能够有效地支撑多孔吸附剂结构，提高多孔吸附剂的机械强度，解决现有技术中传统聚合物材料因其具有的柔性链结构，而致使多孔吸附剂质地脆的技术缺陷；同时有利于提高含多功能基多孔吸附剂的比表面积，避免了多孔吸附剂在使用过程中的团聚问题，有利于分离回收使用，最大限度地提高了含多功能基多孔吸附剂的可操作性和实用性。
在本发明中，所述催化剂为氯化铝。在本发明中，所述氯化铝优选经氯仿活化，得到活化氯化铝，所述活化优选包括以下步骤：在保护气氛下，将氯化铝在氯仿中进行加热。在本发明中，所述保护气氛优选为氮气。在本发明中，所述加热的温度优选为40～100℃，进一步优选为60℃，时间优选为1～24h，进一步优选为3h。在本发明中，所述催化剂和含多功能基化合物的用量比优选为0.5g:1～4mmol，进一步优选为0.5g:2～3mmol。本发明通过采用活化氯化铝作为催化剂，能够有效的提高肖尔反应的效率。
在本发明中，所述溶剂优选包括氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷，四氯乙烷或六氯化碳。
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60℃，时间为1～24h，进一步优选为3h。本发明通过将原料混合进行肖尔反应，使含多功能基化合物和芳香族化合物发生聚合，生成含多功能基多孔吸附剂。在本发明中，肖尔反应的温度过低会导致反应不易发生，制备得到的多孔吸附剂的性能差，比表面积小；肖尔反应温度过高，会导致整个反应体系呈沸腾状态，制备得到的多孔吸附剂的性能差；本发明采用的反应温度的范围既能够提高反应的速度，又能够保证整个反应体系不沸腾，使制备得到的多孔吸附剂的性能有效的提高。在本发明中，肖尔反应的时间过短，会导致制备得到的含多功能基多孔吸附剂的聚合度低，骨架支撑度差，多孔吸附剂的比表面积小；时间过长，会导致含多功能基多孔吸附剂结构中的孔道封闭，多孔吸附剂的比表面积降低；本发明采用的反应时间的范围既能够保证含多功能基多孔吸附剂的聚合度，提高多孔吸附材料的热稳定性和化学稳定性，又能增大吸附剂的比表面积，使制备得到的多孔吸附剂的性能有效的提高。
肖尔反应完成后，本发明优选将肖尔反应得到的产物依次进行过滤、洗涤、索氏提取和烘干，得到所述含多功能基多孔吸附剂。本发明对所述过滤的具体操作方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过滤方式即可。在本发明中，所述洗涤优选在摩尔浓度为1mol/L的盐酸溶液中进行。在本发明中，所述索氏提取优选依次在甲醇、四氢呋喃和氯仿中进行，所述索氏提取的时间优选为48h/次。在本发明中，所述烘干的温度优选为100℃，时间优选为24h，所述烘干优选在真空条件下进行。
本发明还提供了上述技术方案所述方法制备得到的含多功能基多孔吸附剂，所述含多功能基多孔吸附剂为实心纳米球，所述实心纳米球的直径为1～3nm；所述含多功能基多孔吸附剂的比表面积为100～1500m2·g-1。
本发明还提供了上述技术方案所述的含多功能基多孔吸附剂在吸附分离有机污染物中的应用。
下面结合实施例对本发明提供的含多功能基多孔吸附剂及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
在圆底烧瓶中加入500mg三氯化铝，将烧瓶抽真空后，冲入氮气，然后注入的氯仿，加热至60℃持续3小时。然后将苯甲酸、联苯、活化氯化铝和氯仿溶液加入到圆底烧瓶中，其中，苯甲酸和联苯的摩尔比为2：1，苯甲酸和活化氯化铝的用量比为2mmol：0.5g，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/L HCl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℃持续干燥24小时，得到羧酸基多孔吸附剂(YLD-COOH)。
将实施例1得到的羧酸基多孔吸附剂进行氮气比表面积测试(MicromeriticsASAP 2020M Accelerated Surface Area and Porosimetry系统，在77K的条件下测得的)：比表面积为1121m2·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，冲入氮气，然后注入的氯仿，加热至60℃持续3小时。然后将苯胺、对三联苯、活化氯化铝和氯仿溶液加入到圆底烧瓶中，其中，苯胺和联苯的摩尔比为4：1，苯胺和活化氯化铝的用量比为4mmol：0.75g，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/L HCl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，得到氨基多孔吸附剂(YLD-NH2)。
将实施例2得到的氨基多孔吸附剂进行氮气比表面积测试：比表面积为1078m2·g-1，测试方法与实施例1相同。
实施例3
在圆底烧瓶中加入500mg三氯化铝，将烧瓶抽真空后，冲入氮气，然后注入的氯仿，加热至60℃持续3小时。然后将苯膦酸、联苯、活化氯化铝和氯仿溶液加入到圆底烧瓶中，其中，苯膦酸和联苯的摩尔比为1：5，苯膦酸和活化氯化铝的用量比为1mmol：0.5g，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/L HCl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，得到磷酸基多孔吸附剂(YLD-PO3)。
将实施例3得到的磷酸基多孔吸附剂进行氮气比表面积测试：比表面积为1341m2·g-1，测试方法与实施例1相同。
实施例4
将0.1mol苯胺和0.5mol尿素放在圆底烧瓶中搅拌并加热到170℃，24小时，然后用乙醇洗涤得到的产物，在60℃下真空干燥，得到单体A。
在圆底烧瓶中加入500mg三氯化铝，将烧瓶抽真空后，冲入氮气，然后注入的氯仿，加热至60℃持续3小时。然后将单体A、1,3,5-三苯基苯、活化氯化铝和氯仿溶液加入到圆底烧瓶中，其中，单体A和联苯的摩尔比为1：1，单体A和活化氯化铝的用量比为1mmol：1g，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/L HCl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，得到脲基多孔吸附剂(YLD-CONH)。
将实施例4得到的脲基多孔吸附剂进行氮气比表面积测试：比表面积为1126m2·g-1，测试方法与实施例1相同。
实施例5
将0.1mol 1,3,5-三(4-氨基苯基)苯和0.4mol水杨醛溶于50mL乙醇中，搅拌并加热到60℃，4小时，然后用乙醇洗涤得到的产物，在60℃下真空干燥，得到单体B。
图1为实施例4和5制备得到的含多功能基多孔吸附剂的核磁谱图，其中，a为单体A的核磁谱图，b为单体B的核磁谱图。
在圆底烧瓶中加入500mg三氯化铝，将烧瓶抽真空后，冲入氮气，然后注入的氯仿，加热至60℃持续3小时。然后将单体B、联苯、活化氯化铝和氯仿溶液加入到圆底烧瓶中，其中，单体B和均三甲苯的摩尔比为2：3，单体B和活化氯化铝的用量比为2mmol：1g，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/L HCl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，得到亚胺基多孔吸附剂(YLD-CNOH)。
将实施例5得到的亚胺基多孔吸附剂进行氮气比表面积测试：比表面积为1071m2·g-1，测试方法与实施例1相同。
实施例6
将实施例1得到的羧基多孔吸附剂取10mg均匀分散在1L的Pb2+溶液中，搅拌24小时以后，取出样品，过滤得到滤液，用电感耦合等离子体原子发射光谱ICP-AES进行检测Pb2+浓度变化。得到结果，PAF-COOH的吸附量为20mg·g-1。
结构表征和性能分析
图2为实施例1～5制备得到的含多功能基多孔吸附剂的扫描电镜图，其中，a为YLD-COOH吸附剂的扫描电镜图，b为YLD-NH2吸附剂的扫描电镜图，c为YLD-PO3吸附剂的扫描电镜图，d为YLD-CONH吸附剂的扫描电镜图，e为YLD-CNOH吸附剂的扫描电镜图，由图2可知，本发明制备得到的含多功能基多孔吸附剂为球形，直径为1～3nm。
图3为实施例1～5制备得到的含多功能基多孔吸附剂的红外谱图，其中，a为YLD-COOH吸附剂的红外谱图，b为YLD-NH2吸附剂的红外谱图，c为YLD-PO3吸附剂的红外谱图，d为YLD-CONH吸附剂的红外谱图，e为YLD-CNOH吸附剂的红外谱图。从图中可以看出，如图3a所示，在实施例1中，1688cm-1处的振动峰代表C＝O，1211cm-1处的振动峰说明C-O的存在，而3000～3500cm-1的整个凸起代表着O-H键的存在；如图3b所示，在实施例2中，3000～3500cm-1处出现的双峰说明-NH2的存在。如图3c所示，在实施例3中，在750cm-1处出现的振动峰说明了P-C键的存在，900cm-1和1000cm-1处的振动峰是P-OH特征双峰，1150cm-1出现的振动峰说明了P-O键的存在，在1230cm-1出的振动峰表征了磷氧双键，700～1500cm-1处出现的振动峰可以充分的证明实施例3中磷酸基团的存在；如图3d所示，在实施例4中，3321cm-1处的尖峰代表-NH-的存在，1698cm-1的特征峰标明了C＝O的存在；如图3e所示，在实施例5中，1689cm-1处的强振动峰表征了C＝N双键，3054cm-1的特征峰代表着-OH的存在。
图4为实施例1～5制备得到的含多功能基多孔吸附剂的透射电镜图，其中，a为YLD-COOH吸附剂的透射电镜图，b为YLD-NH2吸附剂的透射电镜图，c为YLD-PO3吸附剂的透射电镜图，d为YLD-CONH吸附剂的透射电镜图，e为YLD-CNOH吸附剂的透射电镜图，从图中无法观察到有序的晶格结构，说明本发明制备得到的含多功能基多孔吸附剂为无定型结构。
图5为实施例1～5制备得到的含多功能基多孔吸附剂的热重谱图，从图中可以看出，将本发明制得的吸附剂由室温加热到400℃，在这一过程中基本无明显的重量损失，说明本发明提供的含多功能基多孔吸附剂热稳定性较好。
图6为实施例1～5制备得到的含多功能基多孔吸附剂的氮气吸附曲线图。由图6测试结果可知，五种含多功能基多孔吸附剂的比表面积分别为1121m2·g-1、1078m2·g-1、1341m2·g-1、1126m2·g-1和1071m2·g-1，说明本发明提供的含多功能基多孔吸附剂的比表面积相对较高。
图7为实施例1～5制备得到的含多功能基多孔吸附剂的X射线粉末衍射图。图7中，实施例1～5制备得到的含多功能基多孔吸附剂并没有有序结构所特有的衍射峰。这一结论与扫描电镜测试的结果是一致的，即，本发明制备得到的含多功能基多孔吸附剂为无定型结构。
图8为实施例1～5制备得到的含多功能基多孔吸附剂的孔径分布图。从图8可以看出，实施例1～5制备得到的含多功能基多孔吸附剂的孔径基本均在1nm以上，说明本发明制得的含多功能基多孔吸附剂的孔径均匀。
图9为实施例3制备得到的含磷酸基多孔吸附剂经不同溶剂处理后的红外谱图，其中，YLD-PO3-EA为YLD-PO3吸附剂经乙醇处理后的红外谱图，YLD-PO3-MT为YLD-PO3吸附剂经甲醇处理后的红外谱图，YLD-PO3-THF为YLD-PO3吸附剂经四氢呋喃处理后的红外谱图，YLD-PO3-TCM为YLD-PO3吸附剂经氯仿处理后的红外谱图，YLD-PO3-DMK为YLD-PO3吸附剂经丙酮处理后的红外谱图，YLD-PO3-DMF为YLD-PO3吸附剂经N，N-二甲基甲酰胺处理后的红外谱图，从图中可以看出，YLD-PO3吸附剂经不同溶剂处理后，其红外特征峰并未发生改变，说明实施例3制备得到的含磷酸基多孔吸附剂在多种溶剂中可以保持化学性质稳定，具有良好的化学稳定性。
综上，本发明提供的含多功能基多孔吸附剂热稳定性和溶剂稳定性较好，比表面积较大，均在1000m2·g-1以上。
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 (9)

1.一种含多功能基多孔吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将含多功能基化合物、芳香族化合物、催化剂和溶剂混合，进行肖尔反应，得到含多功能基多孔吸附剂；
所述含多功能基化合物包括苯膦酸、苯甲酸、苯乙酸、对苯二甲酸、对苯二乙酸、均苯三甲酸、均苯三乙酸、4,4'-联苯二甲酸、4-联苯乙酸、苯胺、对苯二胺、4,4'-联苯二胺、4-氨基联苯、单体A和单体B中的一种或多种；
其中，单体A具有式I所示结构，单体B具有式II所示结构：
Figure FDA0002348897530000011
所述催化剂为氯化铝。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含多功能基化合物和芳香族化合物的摩尔比为1:4～4:1。
3.据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，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。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述肖尔反应的温度为40～100℃，时间为1～24h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氯化铝经氯仿活化。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述活化包括以下步骤：
在保护气氛下，将氯化铝在氯仿中进行加热；
所述加热的温度为40～100℃，时间为1～24h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂和含多功能基化合物的用量比为0.5g:1～4mmol。
8.权利要求1～7任一项所述方法制备得到的含多功能基多孔吸附剂，其特征在于，所述含多功能基多孔吸附剂为实心纳米球，所述实心纳米球的直径为1～3nm；所述含多功能基多孔吸附剂的比表面积为100～1500m2·g-1。
9.权利要求8所述的含多功能基多孔吸附剂在吸附分离有机污染物领域中的应用。
CN201911406905.8A 2019-12-31 2019-12-31 一种含多功能基多孔吸附剂及其制备方法和应用 Active CN113117656B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911406905.8A CN113117656B (zh) 2019-12-31 2019-12-31 一种含多功能基多孔吸附剂及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911406905.8A CN113117656B (zh) 2019-12-31 2019-12-31 一种含多功能基多孔吸附剂及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113117656A true CN113117656A (zh) 2021-07-16
CN113117656B CN113117656B (zh) 2022-08-05

Family

ID=76769126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911406905.8A Active CN113117656B (zh) 2019-12-31 2019-12-31 一种含多功能基多孔吸附剂及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113117656B (zh)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120270731A1 (en) * 2011-04-21 2012-10-25 Basf Se Shaped Body Containing Porous Aromatic Framework Material
JP2013001747A (ja) * 2011-06-14 2013-01-07 Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd 発泡性樹脂組成物及び汚染物質吸着剤
CN102887991A (zh) * 2012-09-28 2013-01-23 华中科技大学 一种有机微孔聚合物及其制备方法和应用
CN103396531A (zh) * 2013-07-19 2013-11-20 苏州纳埃净化科技有限公司 一种多孔芳香骨架化合物的制备方法
CN103554445A (zh) * 2013-10-23 2014-02-05 东华大学 一种含杂原子有机微孔材料及其制备和应用
EP2829319A1 (en) * 2013-07-23 2015-01-28 SOL S.p.A. "A porous organic polymer capable of adsorbing gas and the method of preparing thereof"
CN104861154A (zh) * 2015-04-13 2015-08-26 苏州纳埃净化科技有限公司 由苯环基块构筑多孔芳香骨架化合物的制备方法
CN105778062A (zh) * 2016-04-08 2016-07-20 苏州纳埃净化科技有限公司 一种聚合物及其制备方法
CN105949440A (zh) * 2016-04-27 2016-09-21 吉林大学 一种含氨基的多孔芳香骨架材料paf11-nh2及其制备方法
CN107417913A (zh) * 2017-08-22 2017-12-01 广东工业大学 一种纳米有机微孔聚合物和吸附饮用水中重金属的方法
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
CN109456489A (zh) * 2018-09-30 2019-03-12 南京工业大学 一种有序多孔聚离子液体材料、制备方法及其应用
CN109517211A (zh) * 2018-09-28 2019-03-26 浙江工业大学 一种氨基类多孔聚合物及其制备方法与应用
WO2019140339A1 (en) * 2018-01-12 2019-07-18 University Of South Florida Functionalized porous organic polymers as uranium nano-traps for efficient uranium extraction
CN110606940A (zh) * 2019-09-18 2019-12-24 辽宁大学 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

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120270731A1 (en) * 2011-04-21 2012-10-25 Basf Se Shaped Body Containing Porous Aromatic Framework Material
JP2013001747A (ja) * 2011-06-14 2013-01-07 Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd 発泡性樹脂組成物及び汚染物質吸着剤
CN102887991A (zh) * 2012-09-28 2013-01-23 华中科技大学 一种有机微孔聚合物及其制备方法和应用
CN103396531A (zh) * 2013-07-19 2013-11-20 苏州纳埃净化科技有限公司 一种多孔芳香骨架化合物的制备方法
EP2829319A1 (en) * 2013-07-23 2015-01-28 SOL S.p.A. "A porous organic polymer capable of adsorbing gas and the method of preparing thereof"
CN103554445A (zh) * 2013-10-23 2014-02-05 东华大学 一种含杂原子有机微孔材料及其制备和应用
CN104861154A (zh) * 2015-04-13 2015-08-26 苏州纳埃净化科技有限公司 由苯环基块构筑多孔芳香骨架化合物的制备方法
CN105778062A (zh) * 2016-04-08 2016-07-20 苏州纳埃净化科技有限公司 一种聚合物及其制备方法
CN105949440A (zh) * 2016-04-27 2016-09-21 吉林大学 一种含氨基的多孔芳香骨架材料paf11-nh2及其制备方法
CN107417913A (zh) * 2017-08-22 2017-12-01 广东工业大学 一种纳米有机微孔聚合物和吸附饮用水中重金属的方法
WO2019140339A1 (en) * 2018-01-12 2019-07-18 University Of South Florida Functionalized porous organic polymers as uranium nano-traps for efficient uranium extraction
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
CN109517211A (zh) * 2018-09-28 2019-03-26 浙江工业大学 一种氨基类多孔聚合物及其制备方法与应用
CN109456489A (zh) * 2018-09-30 2019-03-12 南京工业大学 一种有序多孔聚离子液体材料、制备方法及其应用
CN110606940A (zh) * 2019-09-18 2019-12-24 辽宁大学 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

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YE YUAN ET AL: ""Porous Aromatic Frameworks as a Platform for Multifunctional Applications"", 《ACS CENTRAL SCIENCE》 *
YE YUAN ET AL: ""Porous Aromatic Frameworks as a Platform for Multifunctional Applications"", 《ACS CENTRAL SCIENCE》, no. 3, 4 March 2019 (2019-03-04), pages 409 - 418 *
李樟楠等: ""磷酸基多孔芳香骨架材料用于提取铀离子"", 《化学学报》 *
李樟楠等: ""磷酸基多孔芳香骨架材料用于提取铀离子"", 《化学学报》, vol. 77, no. 5, 14 February 2019 (2019-02-14), pages 469 - 474 *
闫卓君等: ""定向合成带电荷多孔芳香骨架材料用于碘单质的捕获和释放"", 《化学学报》 *
闫卓君等: ""定向合成带电荷多孔芳香骨架材料用于碘单质的捕获和释放"", 《化学学报》, no. 01, 20 November 2015 (2015-11-20), pages 67 - 73 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113117656B (zh) 2022-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Enhanced photocatalytic degradation of gaseous toluene and liquidus tetracycline by anatase/rutile titanium dioxide with heterophase junction derived from materials of Institut Lavoisier-125 (Ti): Degradation pathway and mechanism studies
Xue et al. A novel “tunnel-like” cyclopalladated arylimine catalyst immobilized on graphene oxide nano-sheet
Puthiaraj et al. Triazine-based covalent organic polymers: design, synthesis and applications in heterogeneous catalysis
Modak et al. A triazine functionalized porous organic polymer: excellent CO 2 storage material and support for designing Pd nanocatalyst for C–C cross-coupling reactions
Modak et al. Triazine functionalized ordered mesoporous polymer: a novel solid support for Pd-mediated C–C cross-coupling reactions in water
Kim et al. Pilot-scale synthesis of a zirconium-benzenedicarboxylate UiO-66 for CO2 adsorption and catalysis
Dong et al. Chiral porous organic frameworks for asymmetric heterogeneous catalysis and gas chromatographic separation
Yan et al. Preparation and evaluation of silica-UIO-66 composite as liquid chromatographic stationary phase for fast and efficient separation
Teng et al. Hierarchically porous carbon derived from metal-organic frameworks for separation of aromatic pollutants
Li et al. Massive preparation of pitch-based organic microporous polymers for gas storage
Dong et al. Heterogenization of homogeneous chiral polymers in metal–organic frameworks with enhanced catalytic performance for asymmetric catalysis
Zhao et al. PAF-1@ cellulose nanofibril composite aerogel for highly-efficient removal of bisphenol A
Aqel et al. Preparation of value-added metal-organic frameworks for high-performance liquid chromatography. Towards green chromatographic columns
Sanchez-Sanchez et al. Aromatic polyamides as new precursors of nitrogen and oxygen-doped ordered mesoporous carbons
KR102254149B1 (ko) 용매로 연결된 다공성 공유결합 유기 고분자 및 그 제조방법
Nuri et al. Pd supported IRMOF-3: heterogeneous, efficient and reusable catalyst for heck reaction
Jie et al. A benzoquinone-derived porous hydrophenazine framework for efficient and reversible iodine capture
Liu et al. Palladium immobilized on functionalized hypercrosslinked polymers: A highly active and recyclable catalyst for Suzuki–Miyaura coupling reactions in water
CN107488261B (zh) 一种富含羧基的微孔有机聚合物材料及其制备方法
Xu et al. Synthesis of triphenylphosphine-based microporous organic nanotube framework supported Pd catalysts with excellent catalytic activity
Efrem et al. Direct arylation polymerization towards narrow bandgap conjugated microporous polymers with hierarchical porosity
WO2016147116A1 (en) A gas-adsorbing porous aromatic hyper-cross-linked polymer and a method of preparing thereof
Ji et al. Synthesis of metalloporphyrin-based conjugated microporous polymer spheres directed by bipyridine-type ligands
Wang et al. Phenanthroline-based microporous organic polymer as a platform for an immobilized palladium catalyst for organic transformations
EP3024570A1 (en) A gas-adsorbing porous organic polymer and method of preparing thereof

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