[发明专利]一种富氮的超交联多孔聚合物材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种富氮的超交联多孔聚合物材料及其制备方法和应用，其特征在于，通过一步傅克烷基化反应方法合成富氮的超交联多孔聚合物材料；三蝶烯与2,4‑二氨基‑6‑苯基‑1,3,5‑三嗪作为合成产物的氮源和碳源；经X射线衍射分析，在10~30°的范围内具有明显的弥散峰，为无定形多孔结构，BET比表面积为57~58m²/g；孔径分布主要在10~20 nm范围内。本发明制备方法和得到的产品(1)合成简单：一步傅克烷基化法、(2)孔隙率大、(3)较高孔雀石绿(MG)吸附容量；N‑HCPP表现了较高的MG吸附容量，最大吸附容量为150 mg·g^‑1。此外，本发明制备出的N‑HCPP具有极好的循环利用性。本发明所述N‑HCPP在吸附水中的MG方面具有很大的改性和应用前景。

技术领域

本发明属于化学吸附材料技术领域，具体涉及一种富氮的超交联多孔聚合物材料及一步傅克烷基化反应合成富氮的超交联多孔聚合物材料及其对孔雀石绿的吸附。

背景技术

孔雀石绿是世界范围内水产养殖业中广泛使用的杀菌剂，对重要的原生动物和真菌感染非常有效。在水产养殖业中倍受欢迎的原因，其一是因为孔雀石绿能够在细菌分裂时阻止细菌细胞内的氨基酸转化为蛋白肽，由于使得阻止了细菌的分裂，由此表现出了孔雀石绿的杀菌作用；其二是因为水产品在长途运输过程中容易变质腐败，而孔雀石绿能够起到良好的保鲜作用。同时，它还用作食品着色剂，食品添加剂，医用消毒剂和驱虫剂以及丝绸，羊毛，黄麻，皮革，棉花，纸张和丙烯酸工业中的染料。孔雀石绿的分子结构式如下：

然而，孔雀石绿对消费者却构成不可避免的风险，由于其能够对人类的免疫系统和生殖系统产生较大的危害，在国际范围内已成为备受争议的化合物。此外，虽然一些国家已经被禁止将孔雀石绿作为染料使用，但由于其低成本、易于获得和可用性，在世界许多地方仍在继续将孔雀石绿用于观赏鱼。尽管我国早已将孔雀石绿列入食品动物禁用兽药名单，但仍有很多企业为了一己私利违规使用。

为了减轻和清除孔雀石绿的潜在风险，近些年来，国内外的研究者们多采用多孔碳材料、凝胶材料以及其他天然生物材料来吸附孔雀石绿，并取得了良好的实验效果。

发明内容

针对现有技术的缺点，发明人通过含氮制备N-HCPPs的合成以及吸附应用方面研究，惊喜地发现通过富氮N-HCPPs使得吸附材料对特定物质的吸附性能有较大的改善和提升。基于此，本发明采用一步傅克烷基化反应合成了一种新型超交联多孔聚合物N-HCPP(Nitrogen-doped Hyper crosslinked porous polymer)。

本发明的目的之一在于提供了一种富氮的超交联多孔聚合物材料；

本发明目的之二在于提供了一种富氮的超交联多孔聚合物材料的制备方法；

本发明的目的之三提供了一种富氮的超交联多孔聚合物材料作为吸附剂应用；

本发明的目的之四在于提供了一种富氮的超交联多孔聚合物材料作为分离与富集孔雀石绿的聚合物吸附剂的应用；

本发明的目的之五在于提供了一种利用富氮的超交联多孔聚合物材料分离与富集孔雀石绿的方法。

本发明所述一种富氮的超交联多孔聚合物材料吸附剂吸附量较高、吸附速率较快，能够有效地分离与富集孔雀石绿。本发明所述制备方法简便、成本低廉。

本发明的技术方案之一：

一种富氮的超交联多孔聚合物材料，通过一步傅克烷基化反应方法合成富氮的超交联多孔聚合物材料；三蝶烯与2,4-二氨基-6-苯基-1,3,5-三嗪作为合成产物的氮源和碳源；经X射线衍射分析，在10～30°的范围内具有明显的弥散峰，为无定形多孔结构，BET比表面积为57～58m²/g；孔径分布主要在10～20nm范围内。

本发明的技术方案之二：由如下步骤制备而成