[发明专利]一种阳离子型多孔材料的制备方法及其应用

说明书

本发明属于金属‑有机框架领域，具体涉及一种阳离子型多孔材料的制备方法，包括以下步骤：S1.制备aMOC‑1；S2.制备CL‑aMOC‑1：S21.将步骤S1得到的aMOC‑1和BAPB按照质量比为(2～3):1混合，然后进行研磨25～40min；S22.将步骤S21研磨之后的混合物用有机溶剂进行洗涤，然后干燥即得。本发明通过固相反应来构建的基于Pd₁₂L₂₄的阳离子框架CL‑aMOC‑1，方法操作简易、产率高。本发明获得的CL‑aMOC‑1可以通过阴离子交换过程快速吸附含氧阴离子(CrO₄^2‑，Cr₂O₇²)，且呈现出吸附高容量、选择性良好和可回收重复使用等优点。

技术领域

本发明属于金属-有机框架领域，具体涉及一种阳离子型多孔材料的制备方法及其应用。

技术背景

工业生产(金属电镀业，皮革制造与业和水泥生产业)过程中通常会产生的Cr(VI)含氧阴离子(包括CrO₄^2-，Cr₂O₇^2-和HCrO^4-)已被美国环境保护局归类为A类人类致癌物。因此，对废水中Cr(VI)含氧阴离子的去除受到人们的重视。目前，去除Cr(VI)含氧阴离子的方法有氧化还原法、沉淀法、生物处理和膜过滤等，其中吸附法操作简便，副产物少，可行性高，效率高，是去除水中含氧阴离子的最佳选择之一。

结构中具有阳离子纳米空腔和可交换阴离子的阳离子型多孔材料备受关注，因为这类材料可作阴离子吸附剂，通过阴离子交换吸附去除阴离子污染物。然而，与中性和阴离子型多孔材料相比，阳离子多孔材料数量较少。目前，主要的阳离子多孔材料为阴离子交换树脂、层状氢氧化物(LDH)、阳离子型金属-有机框架(MOF)和阳离子聚合物网络(CPNs)等。这些阳离子型材料在含氧阴离子吸附方面还存在诸如吸附容量低、吸附速率慢、重复使用率低、水中稳定性差等不足，因此，发展新型的阳离子型多孔材料非常有必要。

配位笼是一类具有特殊几何形状和内腔的离散的配位分子，目前在药物输送、分子识别和均相催化等研究领域都有潜在的应用。一些配位笼具有大的空腔和高的正电荷，可以吸附容纳阴离子，但是，由于它们的可溶性，往往用于溶液中的分子识别与催化等，很少作为固态吸附剂应用于液相吸附中。而且目前也没有针对重金属铬的具有高效吸附作用的基于配位笼的阳离子型多孔材料。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中配位笼溶解性的问题，难以作为固态吸附剂应用于液相吸附中，以及没有针对重金属铬的具有高效吸附作用的基于配位笼的阳离子型多孔材料的问题，提供了一种阳离子型多孔材料的制备方法及其应用。

本发明通过的目的通过以下技术方案予以实现：

一种阳离子型多孔材料的制备方法，包括以下步骤：

S1.制备aMOC-1

S11.将3,5-二(4-吡啶基)-苯甲醛和硝酸钯按照摩尔比为2:(1～3)溶于溶剂中，排除溶液中的气体以后将溶液在60～80℃条件下反应5～10h；

S12.在步骤S11反应结束后，在溶液中加入体积为溶液体积3～5倍的二氧六环，完全沉淀以后过滤洗涤，保留沉淀物；

S2.制备CL-aMOC-1

S21.将步骤S1得到的aMOC-1和BAPB按照质量比为(2～3):1混合，然后进行研磨25～40min；

S22.将步骤S21研磨之后的混合物用有机溶剂进行洗涤，然后干燥即得。