[发明专利]一种表面光引发制备高密度冠醚位点多孔吸附剂的方法

说明书

本发明属于吸附分离功能材料制备技术领域，具体涉及一种表面光引发制备高密度冠醚位点多孔吸附剂的方法；步骤为：首先制备获得2AM12C4和PVBC；将PVBC加入水与DMF混合液中，超声溶解后加入无水Na₂S₂O₃，经水浴、乙醇清洗、真空烘干，获得PVBC‑S₂O₃，再与2AM12C4加入石英瓶中，密封后，通氮气置于紫外光照射条件下，在PVBC‑S₂O₃的表面引发单体2AM12C4的接枝聚合，最后，经乙醇清洗、真空干燥获得PVBC‑g‑PCE；本发明通过4‑VBC参与聚合使得基底材料本身带有大量的氯甲基，避免了后续修饰造成的结合不稳定等现象，简化了制备流程，提高了吸附剂的动力学性能和吸附容量。

技术领域

本发明属于吸附分离功能材料制备技术领域，具体涉及一种表面光引发制备高密度冠醚位点多孔吸附剂的方法。

背景技术

锂(Li)，素有“白色石油”之称，作为一种新型的绿色能源，在国民经济和国防建设中均具有重要应用。随着锂电池、陶瓷、玻璃、冶金等领域的不断发展，社会对锂资源的需求不断增加。我国锂资源主要分布在盐湖卤水中，且从盐湖卤水中提锂的生产成本低，技术投入少，利润可观。因此，从盐湖卤水中提锂具有重大意义及应用前景。

常用的提取锂资源的方法主要有沉淀法、溶剂萃取法、吸附法等。其中吸附法因成本低廉、操作简便、环境污染小、选择性好而具有良好的应用前景。目前，选择性提锂吸附剂主要有离子筛类和有机/复合类，其中有机/复合类吸附剂较常用；然而，现有的有机/复合类吸附剂多存在作用位点密度低、吸附性能差等问题，部分有机/复合类吸附剂选择性有待提高。经调查发现通过高内相乳液模板法获得的大孔聚合物PolyHIPEs具有密度小、质量轻、孔隙率高、比表面积可调控和渗透性好等独特优势使其在吸附分离材料方面有着巨大的应用价值。其中冠醚改性的PolyHIPEs已经被证明可用于选择性提锂，其作用遵循皮尔逊硬软酸碱(HSAB)理论，即醚键上的氧作为供体原子(硬碱)容易与碱金属及碱土金属阳离子(硬酸)形成稳定的络合作用，该络合作用在冠醚的孔径与溶剂中金属阳离子尺寸接近时最强，形成的络合物也最为稳定。利用这一原理，研究者们通过调整不同冠醚的供电子原子种类、冠醚环的大小以及冠醚环上取代基的种类等方式赋予冠醚选择性提锂的能力。

传统的PolyHIPEs功能单体一般直接参与聚合，导致有大量功能位点位于聚合物内部，不仅传质速率慢，而且一部分功能位点因无法参与反应而造成不必要的损失，为了避免以上不足，因此有必要研究一种新材料，并应用于选择性提锂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于克服现有有机/复合吸附剂作用位点密度低、吸附性能差、选择性有待提高等问题；提供一种表面光引发制备高密度冠醚位点多孔吸附剂的方法，以2AM12C4为Li⁺选择性配体，以PolyHIPEs多孔聚合物为基底，制备了一种表面接枝冠醚聚合物链的多孔吸附剂(PVBC-g-PCE)。

为达到上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

(1)2-(烯丙基氧)甲基-12-冠-4(2AM12C4)的制备；

将体积比为30％的氢化钾在矿物油中的分散体、2-羟甲基-12-冠-4(2M12C4)加入DMF中，室温下混合30min，然后加入烯丙基溴，搅拌8-16h后用甲醇淬灭反应，然后通过减压蒸发甲醇，将产物用水洗涤三次，然后用CH₂Cl₂萃取，用MgSO₄干燥并过滤，通过旋转蒸发去除溶剂，并通过色谱柱纯化残余物，得到2AM12C4；

(2)表面带氯甲基的多孔聚合物(PVBC)的制备；