[发明专利]一种环糊精多孔吸附材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及功能多孔材料技术领域，提供了一种环糊精多孔吸附材料及其制备方法与应用。其中，制备方法包括：以环糊精和丙烯酸酐进行脱水缩合反应，之后与烯烃类小分子单体进行交联聚合反应，制备得到环糊精多孔吸附材料。本发明的制备方法，步骤简单，反应条件较温和；所得环糊精多孔吸附材料具有多级孔结构，较高的比表面积以及多种类的活性结合位点，可用于废水中污染物的高效去除；并可简单实现循环利用，循环吸附20次，环糊精多孔吸附材料仍能保持较高的吸附效果。

技术领域

本发明涉及功能多孔材料技术领域，尤其涉及一种环糊精多孔吸附材料及其制备方法与应用。

专业名词：CD指环糊精，α-CD指α-环糊精，β-CD指β-环糊精，γ-CD指γ-环糊精，DMF指N、N-二甲基甲酰胺，AIBN指偶氮二异丁腈。

背景技术

环糊精制备方法简单，是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖，其特殊的空腔结构，可与环境中的有机、无机分子形成主客体包络物，被广泛应用于食品、环境、医药、高分子合成、化妆用品、化学检测等领域。但是，环糊精易溶水的特点，限制了其在废水处理中的应用。因此，制备水不溶环糊精基化合物受到越来越多研究者的注意。近年来，诸多水不溶环糊精基化合物不仅克服了环糊精固有的溶水缺陷，并在废水处理过程中表现出显著的污染物吸附效果，进一步扩大了环糊精及其衍生物的应用范围。但是现有的不溶环糊精基化合物，比表面积较小、活性官能团结合位点种类少，其对废水中污染物的吸附效果有待进一步提高。

发明内容

本发明旨在至少克服上述现有技术的缺点与不足其中之一，提供一种环糊精多孔吸附材料及其制备方法与应用，合成比表面积大，活性官能团结合位点种类多的吸附材料，实现对废水中污染物的高效吸附。本发明目的基于以下技术方案实现：

本发明目的第一方面，提供了一种环糊精多孔吸附材料的制备方法，以环糊精和丙烯酸酐进行脱水缩合反应，之后与烯烃类小分子单体进行交联聚合反应，制备得到环糊精多孔吸附材料。

优选地，制备方法具体包括以下步骤：

S1、在冰浴下，将一定体积的溶剂、一定量的环糊精、丙烯类酸酐及催化剂添加到反应容器中，经搅拌进行脱水缩合反应；

S2、待步骤S1反应结束后，将一定量的烯烃类小分子单体和引发剂加入步骤S1所得反应溶液中，调节反应混合溶液的温度，在一定温度下发生交联聚合反应制备环糊精交联聚合物；

S3、待步骤S2反应结束后，将反应混合溶液置入透析袋，透析24～72h，之后将得到的产物进行冷冻干燥，得到环糊精多孔吸附材料。

优选地，步骤S1中：所述溶剂包括N、N-二甲基甲酰胺、环己烷、甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、二氧六环中的一种或多种；和/或

所述环糊精包括α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精中的一种；和/或

所述丙烯类酸酐包括甲基丙烯酸酐或丙烯酸酐中的一种；和/或

所述催化剂包括二乙胺、三乙胺、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或多种；和/或

所述烯烃类小分子单体包括对苯乙烯磺酸钠、丙烯酸、甲基丙烯酸、二乙烯基苯、丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟丙酯中的一种。

优选地，步骤S1中所述环糊精与丙烯类酸酐的摩尔投料比为1:1～1:5，环糊精与催化剂的摩尔投料比为1:1～1:5。

优选地，步骤S1中所述搅拌速度为500～1500rpm，反应温度为-5～5℃，反应时间为12～72h。

优选地，步骤S2中所述引发剂为过硫酸铵、偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、偶氮二异庚腈中的一种或多种。