[发明专利]席夫碱网络聚合物光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种席夫碱网络聚合物光催化剂及其制备方法和应用，该光催化剂是以三聚氰胺和邻苯二甲醛为原料，在1,4‑二氧六环与均三甲苯混合溶液体系中发生缩聚反应后制备得到。本发明方法制得的席夫碱网络聚合物光催化剂具有比表面积高、反应活性位点多、光吸收范围宽、电子‑空穴对复合率低、光催化性能好等优点，能够广泛用于降解有机污染物，且能够取得较好的降解效果，有着很高的使用价值和很好的应用前景；同时，本发明制备方法具有工艺简单、操作方便、原材料易得、成本低廉、制备效率高、产率高等优点，适合于大规模制备，利于工业化生产。

技术领域

本发明属于材料制备及环境催化的技术领域，涉及一种席夫碱网络聚合物光催化剂的制备方法，具体涉及一种以三聚氰胺和邻苯二甲醛为原料的席夫碱网络聚合物光催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

在过去的几十年中，人们越来越意识到环境问题日益严峻。作为环境污染的主要来源，工业有机化学品和农业肥料排放的水污染已成为亟待解决的问题。在天然和废水中观察到持久性有机微污染物，例如药物和个人护理产品，杀虫剂和除草剂。传统污水处理技术很难处理新型污染物。光催化技术被证明是一种理想的解决途径，它可以利用太阳能。事实上，光催化技术是一种利用光催化剂在光照射下发生催化反应的技术，一般是多种相态之间的反应，是一种在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术。

自1864年Hugo Schiff发现席夫碱化学以来，这个经典的反应一直都是有机合成中的通用工具。席夫碱反应是指胺基与醛基通过缩合作用生成亚胺键的反应，其中生成的亚胺键能够继续与胺基反应生成缩醛胺。受动力学控制的亚胺键的形成有助于建立复杂的分子结构。在合适的实验条件下，亚胺双键又能继续受到伯胺进攻，从而反应生成缩醛胺。席夫碱化学或动态亚胺化学已被广泛用于合成微孔聚合物材料，主要是因为基于席夫碱反应制备的多孔聚合物化学稳定性高，孔隙度很好，这些优越性也使得基于席夫碱反应的有机材料得到了快速发展和广泛应用。作为一种无机半导体的补充，具有半导体性质的席夫碱共轭多孔有机聚合物被广泛应用于光催化中。它们在成本、可加工性、可持续性和可调性能方面具有巨大的优势。同时，它们的合成模块化为其在光化学应用中调节它们的孔隙度、能带结构和界面性质提供了丰富的选择，同时其含有丰富的芳香环和三嗪环结构，有助于形成π-π相互作用和氢键相互作用位点，这些独特的性能使其在光催化方面具有广阔的应用前景。然而，现有席夫碱网络聚合物仍然存在光催化活性差，甚至无光催化活性的缺点，这限制了其在光催化降解有机污染物中的应用。因此，如何获得一种具有合适能级的席夫碱有机网络聚合物，从而加快电荷/电子迁移速率，提高光催化速率，这仍然是一项艰巨的挑战。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种比表面积高、反应活性位点多、光吸收范围宽、电子-空穴对复合率低、光催化性能好的席夫碱网络聚合物光催化剂，还提供了一种工艺简单、原料来源广、成本低廉、制备效率高、产率高的席夫碱网络聚合物光催化剂的制备方法以及该席夫碱网络聚合物光催化剂在降解废水中有机污染物中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种席夫碱网络聚合物光催化剂的制备方法，以三聚氰胺和邻苯二甲醛为原料，在1,4-二氧六环与均三甲苯混合溶液体系中发生缩聚反应，得到席夫碱网络聚合物光催化剂。

上述的席夫碱网络聚合物光催化剂的制备方法，进一步改进的，包括以下步骤：将三聚氰胺、邻苯二甲醛超声分散于1,4-二氧六环与均三甲苯的混合溶液体系中，加入冰醋酸进行缩聚反应，洗涤，真空干燥，得到席夫碱网络聚合物光催化剂。

上述的席夫碱网络聚合物光催化剂的制备方法，进一步改进的，所述三聚氰胺和邻苯二甲醛的摩尔比为1～3∶2～4；所述1,4-二氧六环、均三甲苯和冰醋酸的体积比为1∶1∶0.01～0.1；所述冰醋酸的浓度为1M～4M。