[发明专利]磺化β-环糊精-LDH复合体及其合成方法

说明书

本发明实施例公开了磺化β‑环糊精‑LDH复合体及其合成方法，其中，磺化β‑环糊精‑LDH复合体，具有以下化学组成：Ni_0.71Al_0.36(OH)₂(SCD)_0.033(NO₃)_0.026·0.58H₂O。本发明通过简单的离子交换反应，将磺化β‑环糊精与NO₃^‑型镍铝层状氢氧化物进行反应，得到磺化β‑环糊精‑LDH复合体，通过测试发现，该复合体热稳定性明显好于磺化β‑环糊精的热稳定性；另外，通过实验发现，本发明提供的磺化β‑环糊精‑LDH复合体具有良好的碘吸附性能，有望成为良好的单质碘吸附材料。

技术领域

本发明涉及有机合成领域，特别涉及磺化β-环糊精-LDH复合体及其合成方法。

背景技术

碘的放射性同位素¹³¹I主要来自重核裂变的产物，是人工放射性核元素。在核工业的发展过程中，大气层核试验的放射性落灰、核电站运行和重大核事故造成的放射性释放、¹³¹I生产和核医学应用等，均对环境造成了放射性碘污染。当放射性碘进入人体后会主要浓集到甲状腺，从而对其造成内照射报伤。因此，为除去核废物中的放射性碘，与之相关的碘吸附材料的研究和应用得到了广泛的关注。

环糊精(Cyclodextrin，简称CD)是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称。通常含有6～12个D-吡喃葡萄糖单元。其中，其中研究得较多并且具有重要实际意义的是含有6、7、8个葡萄糖单元的分子，分别称为α-环糊精(α-CD)、β-环糊精(β-CD)和γ-环糊精(γ-CD)，其中，在三种环糊精中，β-环糊精应用最为广泛。β-环糊精分子具有略呈锥形的中空圆筒立体环状结构，在其空洞结构中，外侧上端(较大开口端)由C2和C3的仲羟基构成，下端(较小开口端)由C6的伯羟基构成，具有亲水性，而空腔内由于受到C-H键的屏蔽作用形成了疏水区。由于β-环糊精特有的结构，其能够与碘在内的一些化学物质形成包络物，从而可以应用于碘在内的一些化学污染物或核废物的治理。但是，β-环糊精的热稳定性较低，作为吸附剂使用时会限制其应用范围。将β-环糊精与浓硫酸进行反应，可以在β-环糊精上引入磺酸基，得到磺化β-环糊精，可以增加β-环糊精的水溶性，但磺化β-环糊精的热稳定性仍然不高。

发明内容

层状双金属氢氧化物(Layered double hydroxides，简写为LDH)是典型的阴离子型无机层状材料，其层板带正电荷，层间阴离子具有很好的离子交换性能高，因此可通过离子反应将不同阴离子引入层间，得到LDH插层复合材料，此类材料在光学、催化、吸附、分子存储、药物传输和释放、传感、污水处理等领域具有广泛应用。基于此，本发明实施例公开了一种磺化β-环糊精-LDH复合体及其合成方法，用于进一步增加磺化β-环糊精的热稳定性，同时研究了其对I₂的吸附性能。技术方案如下：

本发明实施例首先提供了一种磺化β-环糊精-LDH复合体，具有以下化学组成：

Ni_0.71Al_0.36(OH)₂(SCD)_0.033(NO₃)_0.026·0.58H₂O，其中，SCD＝C₄₂H₆₀O₃₅(SO₃)₁₀。

其中，所述复合体的晶面间距d与该复合体的X射线衍射图中布拉格2θ角的关系为：