[发明专利]含咔唑活性基团的新型柔性有机多孔聚合物中空纤维膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种含咔唑活性基团的新型柔性有机多孔聚合物中空纤维膜及其制备方法和应用，所述方法包括如下步骤：将芳香有机多孔骨架材料单体与二甲氧基甲烷混合再进行冰水浴并加入三氟乙酸，然后将其倒入到氨水中，再过滤并收集得到的出产物；将产物进行索氏提取，然后干燥，得到粉末；将粉末研磨，然后分散于N‑甲基‑2‑吡咯烷酮中并搅拌，并在搅拌的同时加入聚砜得到悬浮液，然后加入乙醇并搅拌；纺织PAF/PSF溶液得到对称中空纤维膜并干燥，得到含咔唑活性基团的新型柔性有机多孔聚合物中空纤维膜。本发明的制备方法，在骨架当中加入柔性基团后加工成中空纤维膜，可以使聚合物溶解性增加，从而形成更均匀致密的中空纤维膜。

技术领域

本发明属于材料合成技术领域，具体涉及一种含咔唑活性基团的新型柔性有机多孔聚合物中空纤维膜及其制备方法和应用。

背景技术

有机多孔材料，可以通过不同官能团之间特定的聚合反应等使这些有机小分子互相连接偶联，形成无限连接的具有稳定孔道结构的聚合物材料。从现有的POFs中我们可以发现它的结构可以是晶态的，也可以是长程无序的，这与合成它们的单体选择和聚合反应的选择有很大的关系。如果合成POFs结构的有机基块对称性较高、分子具有刚性，那么即使聚合物长程无序，有机基块还是会按照一定的连接方式聚合形成短程有序的结构，进而在微观尺寸上形成理想的规则结构。POFs材料在过去的几十年里发展迅速，在前期设计和后续改性的过程中研究者们得到了越来越多的有机多孔材料，同时也拓展了材料的应用领域，但是目前在有机多孔聚合物的合成方面的研究还比较少，亟待研发一种应用广泛的有机多孔材料。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种含咔唑活性基团的新型柔性有机多孔聚合物中空纤维膜的制备方法。

本发明的一种含咔唑活性基团的新型柔性有机多孔聚合物中空纤维膜的制备方法，包括如下步骤：S101：将芳香有机多孔骨架材料单体与二甲氧基甲烷混合然后进行惰性气体脱气，再进行冰水浴并加入三氟乙酸，静置至室温后在惰性气体保护下保温68h～78h，然后将其倒入到氨水中，再用膜过滤器过滤并收集得到的出产物，然后分别用丙酮和乙醇洗涤；其中，所述芳香有机多孔骨架材料单体与所述二甲氧基甲烷的摩尔比为1：(2～12.5)，所述三氟乙酸与所述二甲氧基甲烷的体积比为1:(2.2～7.5)；S102：将所述步骤S101得到的产物依次用四氢呋喃和甲醇分别进行索氏提取20h～29h，然后在110℃～130℃温度下真空干燥1h～3h，得到粉末；S103：将所述粉末在球磨罐中研磨0.8h～1.2h，然后将0.5重量份～3.5重量份的芳香有机多孔骨架材料单体分散于100重量份～150重量份的N-甲基-2-吡咯烷酮中并搅拌22h～26h，然后在超声条件下处理0.8h～1.2h，并在搅拌的同时加入10重量份～55重量份的聚砜得到悬浮液，然后加入乙醇，并搅拌10h～24h以使所述悬浮液均质，得到PAF/PSF溶液；S104：纺织PAF/PSF溶液得到自支撑的对称中空纤维膜，并将所述纤维膜中残留的溶剂依次用水、甲醇和己烷进行交换，再在室温下干燥8h～16h，得到含咔唑活性基团的新型柔性有机多孔聚合物中空纤维膜。

本发明的含咔唑活性基团的新型柔性有机多孔聚合物中空纤维膜的制备方法，在骨架当中加入柔性基团后在加工成中空纤维膜，柔性基团可以使聚合物溶解性增加，从而更好的形成中空纤维膜。克服了以往固体颗粒需研磨成细小颗粒，但是即使是微小颗粒在成膜过程中也会容易出现膜表面出现裂痕。增加了聚合物的溶解性，使聚合物和溶液充分混合，从而在和成膜过程中充分掺杂了活性基团又不破换膜的透过性和完整性。

另外，本发明上述的含咔唑活性基团的新型柔性有机多孔聚合物中空纤维膜的制备方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述含咔唑基团的单体至少包括3,6-二氨基-9-乙基咔唑、3,6-二氨基-9-丙基咔唑、3,6-二氨基-9-丁基咔唑或3,6-二氨基-9-异基咔唑中的一种。

进一步地，所述步骤S104中，纺织的方法为干喷湿熄法。