[发明专利]一种高效选择性回收金的非可逆共价有机骨架及制备方法

说明书

本发明公开了一种高效选择性回收金的非可逆共价有机骨架及制备方法，属于水溶液中贵金属回收技术领域。本发明以三氟甲磺酸金属盐为催化剂，采用溶剂热法制备母体共价有机骨架，之后以相应的结构单元进行交换反应，进而制备得到非可逆的酰胺共价有机骨架材料。本发明不仅解决了高稳定性不可逆共价有机骨架的制备难题，而且引入的酰胺键赋予了共价有机骨架快速、高选择性回收水溶液中贵金属金的能力，且可重复多次使用，拓展了共价有机骨架作为高效吸附剂在吸附分离领域的应用，为高效回收或去除金属酸盐提供了新的材料。

技术领域

本发明具体涉及一种高效选择性回收金的非可逆共价有机骨架及制备方法，属于水溶液中贵金属回收技术领域

背景技术

金除了是最常见的珠宝之一，在我们的日常生活中如电子、医学和催化等领域也有着广泛的应用。金的大量使用不仅导致了这种贵金属能源的大量消耗，而且对生态环境也产生了极大的威胁。因此，从废弃的电子设备等二次资源中回收金，从经济和环境的角度来看都具有极其重要的意义。当前，从水溶液中回收金的技术有很多，如吸附法、沉淀法、溶剂萃取法和离子交换法。以多孔材料为吸附剂的吸附法由于其具有生态友好、成本低、操作方便等优点，引起了人们的广泛关注。吸附剂作为吸附技术的核心，对于吸附性能有着直接的影响，目前已有多种材料用于金的吸附，如金属有机框架、有机聚合物、纳米颗粒和生物质材料。然而，这些吸附剂大多存在吸附动力学低的问题，往往需要几个小时甚至几天才能达到吸附平衡。此外，吸附剂选择性差、吸附容量低、化学稳定性差等问题也不利用金的高效回收。因此，设计快速、大容量、高稳定的吸附剂对金的选择性回收具有重要的意义。

共价有机骨架是一类以可逆共价键连接的晶体多孔材料，在气体储存、催化、传感和分离等领域有着广阔的应用前景。共价有机骨架的稳定性对推动其应用起着重要作用。经典共价有机骨架是基于动态共价化学形成的，可逆共价键是其结晶度形成的关键，但也是影响COFs稳定性的重要因素。因此，构建不可逆共价有机骨架是制备高稳定性材料的关键。但是经典的制备方法无法制备不可逆的共价键。因此需要发展一种有效的方法制备不可逆的高稳定共价有机骨架材料。

发明内容

本发明是针对现有金吸附剂吸附速率慢，化学稳定性差且吸附容量低的不足，提供了一种快速、高选择性回收酰胺共价有机骨架及制备方法，该方法通过将亚胺类共价有机骨架中的亚胺键替换为酰胺键得到高结晶度和稳定性的不可逆酰胺键共价有机骨架，引入的酰胺键赋予了所制备的共价有机骨架快速、高选择性吸附水溶液中金的能力，可用于水溶液中选择性回收贵金属金。本发明不仅提供一种高稳定性的不可逆共价有机骨架及其制备方法，解决了不可逆共价有机骨架无法直接合成的问题，而且为金资源的的高效回收提供了新的解决方案。

本发明的第一个目的是提供一种非可逆共价有机骨架材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)在催化剂的作用下，将式I-1所示的三氨基类化合物和式II-1所示的对二甲醛类化合物，先进行缩合反应；

(2)然后加入式III-1所示的对二甲酰氯类化合物混合进行交换反应；

或者，

(1)在催化剂的作用下，将式I-2所示的对二氨基类化合物和式II-2所示的三甲醛类化合物先进行缩合反应；

(2)然后加入式III-1所示的三甲酰氯类化合物混合进行交换反应；

其中，所述A选自氮、苯环和均三嗪环；B选自苯基、联苯基和三苯基。