[发明专利]一种多孔有机骨架材料及其制备方法和在选择性分离高铼酸根中的应用

说明书

本发明提供了一种多孔有机骨架材料的制备方法，包括以下步骤：将三(4‑咪唑基苯基)胺、氰尿酰氯与溶剂混合，进行季胺化反应，得到多孔有机骨架材料。本发明采用三(4‑咪唑基苯基)胺TIPA和氰尿酰氯作为原料，进行季胺化反应，使得制备得到的多孔材料具有阳离子骨架的特殊结构，且孔道内存在游离的阴离子如氯离子等，在与含有高铼酸根的溶液混合后，通过孔道内阴离子交换进行高铼酸根的选择性分离。实验结果表明，本申请提供的多孔有机骨架材料的比表面积为274m²，吸附率高达100％，最大吸附量为442mg/g。

技术领域

本发明属于稀散元素回收利用领域，具体涉及一种多孔有机骨架材料及其制备方法和在选择性分离高铼酸根中的应用。

背景技术

铼(Re)是稀散元素(RSE)群中发现最晚的一个重要元素，属于贵重稀散金属元素，其硬度大、耐腐蚀、耐磨且具有良好的延展性，在国防、航空航天以及超高温发射等方面被广泛应用。由于铼在地壳中含量极少，因此铼及其化合物的价格很昂贵，使之回收再利用就更加有实际价值。在弱酸或弱碱溶液中，铼均以七价阴离子ReO₄^-存在，如高铼酸铵、高铼酸钾，一般在湿法冶金中均以阴离子形式提取。

目前，在选择性分离高铼酸根时通常是利用选择性吸附材料对其进行吸附，例如专利CN109336998A中记载了一种用于高浓度铼吸附的大孔型树脂及离子交换装置，采用悬浮聚合的方法制备大孔二乙烯苯-丙烯酸甲酯共聚体骨架，并加入异丁醇和甲苯按1：1体积比构成的造孔剂，再对制得的二乙烯苯-丙烯酸甲酯共聚体骨架小球进行氯甲基化，得到氯球，最后将制得的氯球浸泡于甲醇进行溶胀，加入二氨基丙酸进行胺基化反应，得到大孔的铼离子交换树脂。此制备方法虽然能够制备出具有丰富多孔和大孔结构的材料，且对高铼酸根实现了选择性分离，但其选择性分离效果不理想。因此，有必要对制备方法进行改进以制备出对高铼酸根具有高选择性分离的材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔有机骨架材料的制备方法。本发明提供的制备方法制备得到的多孔有机骨架材料能够实现对高铼酸根的高选择性分离。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种多孔有机骨架材料的制备方法，包括以下步骤：

将三(4-咪唑基苯基)胺、氰尿酰氯与有机溶剂混合，进行季胺化反应，得到多孔有机骨架材料。

优选地，所述三(4-咪唑基苯基)胺和氰尿酰氯的物质的量之比为(0.6～1.2)：(0.4～0.8)。

优选地，所述有机溶剂为N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺或 N-甲基吡咯烷酮。

优选地，所述季胺化反应的温度为60～100℃

优选地，所述季胺化反应的时间为12～24h。

优选地，所述季胺化反应的终止方式为采用终止剂溴化苄。

优选地，所述溴化苄与所述三(4-咪唑基苯基)胺的物质的量之比为 (0.4～0.6)：(0.6～1.2)。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的多孔有机骨架材料。

本发明还提供了上述技术方案所述的多孔有机骨架材料在选择性分离高铼酸根中的应用。

优选地，将所述多孔有机骨架材料与含高铼酸根的溶液混合；所述含高铼酸根的溶液中高铼酸根的浓度为0.5～1mmol/L。