[发明专利]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

说明书

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。

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：

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

R_t-4＝-C(CH₃)₃

R₈＝-C₈H₁₇

R_i-8＝-CH(CH₃)C₆H₁₃

R₁₂＝-C₁₂H₂₅