[发明专利]一种三维共价的三嗪基杯[4]芳烃聚合物及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种三维共价的三嗪基杯[4]芳烃聚合物及其制备方法与应用，制备方法包括将4‑氨基杯[4]芳烃与均三嗪在冰浴条件下反应，得到中间体；之后将中间体与1,3,5‑(4‑氨苯基)苯在碱性条件下进行功能化聚合，即得到三嗪基杯[4]芳烃聚合物；该三嗪基杯[4]芳烃聚合物可用于吸附处理水体中的有机微污染物。与现有技术相比，本发明所制备的三嗪基杯[4]芳烃聚合物对湿度与水表现出较好的稳定性，并具有吸附效率高、单位质量吸附量大、脱附效果好、循环使用寿命长、聚合物的耐热性好等优点，在快速处理废水方面具有较为广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于有机超分子聚合物制备技术领域，涉及一种三维共价的三嗪基杯[4]芳烃聚合物及其制备方法与应用，尤其涉及一种富含氮原子的三嗪基杯[4]芳烃聚合物及其制备方法与应用。

背景技术

工业废水中含有多种有毒有害的物质，特别是芳香类的有机染料，比如罗丹明B、亚甲基蓝等，随着工业废水排入环境后，不仅会使得水体的透明度降低，阻碍水中生物的生长，更会破坏水体自我净化功能，从而打破整个水体生态系统的平衡。因此，降低废水中的染料浓度，使废水达标排放一度成为材料研究领域的热门话题。传统的染料废水处理技术主要有两种，一种是物理法，但由于其再生费用高、去除率低等缺陷，使其应用范围具有一定的局限性；另一种是化学法，但化学法不仅成本高，而且会遭受二次污染，因此同样在应用范围上受到限制。

关于有效去除水中的有机污染物的研究中，吸附法因具有成本低、操作简单等优点，成为最受关注的染料废水处理方法。据报道，活性炭、沸石、壳聚糖、粘土等多种吸附剂可以有效去除水体中的有机微污染物，但仍存在处理能力低、吸附速度慢等问题。因此，设计用于废水处理的替代吸附剂对于实际应用具有迫切和重要的意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种三维共价的三嗪基杯[4]芳烃聚合物及其制备方法与应用，用于解决吸附水体中有机微污染物的常用吸附剂所存在的问题；例如处理能力低、吸附速度慢、再生过程困难等。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种三维共价的三嗪基杯[4]芳烃聚合物的制备方法，包括将4-氨基杯[4]芳烃与均三嗪在冰浴条件下反应，得到中间体；之后将中间体与1,3,5-(4-氨苯基)苯在碱性条件下进行功能化聚合，即得到三维共价的三嗪基杯[4]芳烃聚合物。

进一步地，所述的方法具体包括以下步骤：

1)将4-氨基杯[4]芳烃与均三嗪加入至四氢呋喃中，在冰浴条件下搅拌并反应6-12h，停止反应，再依次除去溶剂、用正己烷洗涤数次、干燥后得到中间体；

2)将中间体与1,3,5-(4-氨苯基)苯溶于含有碳酸钾的二氧六环中，在加热条件下进行反应，反应结束后再依次经过冷却至室温、离心分离、洗涤、真空干燥过程后，即得到三维共价的三嗪基杯[4]芳烃聚合物。

进一步地，步骤1)中，所述的4-氨基杯[4]芳烃与均三嗪的摩尔比为(1-2):(2-4)。

进一步地，步骤1)得到的中间体经正己烷冲洗后再进行步骤2)。

进一步地，步骤2)中，所述的中间体、1,3,5-(4-氨苯基)苯、碳酸钾的摩尔比为1:(2-3.5):(5-15)。

进一步地，步骤2)中，所述的加热条件中，加热反应温度为105-115℃，加热反应时间为60-84h。

进一步地，步骤2)中，所述的洗涤过程中，所用洗涤剂依次为水、甲醇和DMF。

一种三维共价的三嗪基杯[4]芳烃聚合物采用上述方法制备而成。

一种三维共价的三嗪基杯[4]芳烃聚合物的应用，所述的三嗪基杯[4]芳烃聚合物作为吸附剂，用于吸附处理水体中的有机微污染物。