[发明专利]一种用于吸附碱性染料的阴离子型的支撑离子液体材料制备方法

说明书

本发明提供了一种用于吸附碱性染料的阴离子型的支撑离子液体材料的制备方法，得到具有对碱性染料高吸附量的阴离子型支撑离子液体(ImI@TpBd‑(SO₃)₂)材料。本发明优点是：本发明通过使用含有磺酸基团的构筑单元将磺酸基团一步引入共价有机聚合物中，赋予材料的孔壁负电荷，且将咪唑阳离子引入聚合物中，改变吸附微环境，利用咪唑对染料的相互作用进一步增大对染料的吸附量，提高对染料的吸附速率。采用常温常压溶剂热的方法合成粒径均匀、对碱性染料具有较高的选择性、高吸附量的共价有机聚合物材料ImI@TpBd‑(SO₃)₂。该发明有望作为碱性染料的吸附剂用于处理水污染。

技术领域

本发明涉及一种ImI@TpBd-(SO₃)₂的制备方法与应用，属于高分子材料技术领域。

背景技术

合成染料广泛应用于许多领域，如各种纺织品，纸，皮革，采购产品，食品加工，塑料，化妆品，橡胶、印刷、染料制造业等。全世界纺织工业中染料的总消耗量超过10,000公吨/年及约100公吨/年。

染料本身具有高毒性，染料被排放到水中，甚至很少量的染料对水生生物造成影响，且染料稳定性好，难易降解，对人类和动植物影响最大。因此发展对染料具有高吸附量，吸附速率高的材料已成为当务之急。

共价有机聚合物材料(TpBd-(SO₃)₂)是由有机结构单元通过共价键连接而形成的一类具有微孔或者介孔结构的新型高分子多孔材料，其作为一种新型吸附材料发展迅猛。与传统染料吸附材料(如活性碳)相比，TpBd-(SO₃)₂具有密度小，比表面积大，易于功能化，孔径可调节，各种各样的结构，热稳定性好等优点，被广泛用于气体分离和储存，催化，吸附，光动力学治疗，色谱分离等。作为与客体分子发生相互作用的场所，TpBd-(SO₃)₂孔的工程化包括孔隙的工程化和孔壁功能基团的工程化对吸附起了非常重要作用。介孔材料甚至是大的介孔利于传质，提高吸附速率，目前常用于合成介孔TpBd-(SO₃)₂的方法是通过增加配体长度，但该方法增加配体长度有限，因此阻碍了TpBd-(SO₃)₂的进一步应用。TpBd-(SO₃)₂孔壁功能基团的工程化赋予其与客体分子不同的相互作用力。在大部分情况下，TpBd-(SO₃)₂常常由中性的构筑单元构筑，其与客体分子通过弱的非共价键相互作用，因此使其应用有限。大尺寸的功能基团意味着与客体分子有更多的相互作用力，预示着增强分离功能，但是大尺寸的功能基团难以成功地修饰到TpBd-(SO₃)₂的孔内。离子液体由有机阳离子和有机或无机阴离子构成。目前TpBd-(SO₃)₂在染料废水处理的应用还较少，且吸附量低，选择性差。因此，急需合成介孔TpBd-(SO₃)₂材料，然后利用成熟的ILs后修饰TpBd-(SO₃)₂方法，将大尺寸的功能基团修饰到TpBd-(SO₃)₂的孔壁中，使得材料与染料有更多、更强的相互作用，以增加吸附量、吸附速率和选择性。因此，将ILs后修饰到介孔TpBd-(SO₃)₂中，可制备出一种高传质速率兼具选择性的吸附材料。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种对碱性染料具有高吸附量和选择性的阴离子型支撑离子液体材料。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

将离子液体修饰到介孔TpBd-(SO₃)₂中，合成了一种阴离子型支撑离子液体材料。