[发明专利]一种环糊精微孔有机网材料及其制备方法和应用有效

专利信息
申请号: 202110413932.9 申请日: 2021-04-16
公开(公告)号: CN113209943B 公开(公告)日: 2022-02-01
发明(设计)人: 陈子林;李振涛 申请(专利权)人: 武汉大学
主分类号: B01J20/24 分类号: B01J20/24;B01J20/28;C08B37/16;C02F1/28;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
代理公司: 武汉智权专利代理事务所(特殊普通合伙) 42225 代理人: 马丽娜
地址: 430000 *** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 环糊精 微孔 有机 材料 及其 制备 方法 应用
【说明书】:

发明涉及一种环糊精微孔有机网材料及其制备方法和应用,其制备方法为:在甲苯与三乙胺的混合液中,碘代β‑环糊精与二炔基有机配体在碘化铜与双(三苯基磷)二氯化钯的催化作用下室温反应,纯化后得到环糊精微孔有机网材料。本发明制备的环糊精微孔有机网材料的比表面积大小为141.8m2·g‑1,孔径大小主要为1.5nm,其吸附作用包括疏水作用、氢键作用、π‑π作用、主客体包含作用,在水中分散性好,对双酚A、双酚S、2‑萘酚、1‑萘胺、2,4‑二氯苯酚等芳香化合物具有优秀的吸附效果。

技术领域

本发明涉及材料制备技术与应用研究领域,特别涉及一种环糊精微孔有机网材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业、农业和纺织工业的发展,大量的有机化学物质被使用,然而有许多有机化学物质在不经处理或处置不当后就被直接排入到水环境当中,从而造成水体污染,水污染成为了全球性普遍存在的问题,其中,水中的芳香族污染物包括苯胺类、苯酚类、双酚类,具有不可生物降解性、高毒性和致癌性,对水生生态系统和人类健康会产生负面影响。因此,如何有效地去除废水中芳香族污染物成为目前亟待解决的问题。

微孔有机网材料(MONs)可由不同刚性有机单体的炔基端与碘代端通过Sonogashira耦合反应制备而成,是一种新兴的多孔材料,其呈现出无定形非结晶体结构,通过改变其有机单体种类、长度可以达到改变其微孔大小,比表面面积以及功能性的目的。这类材料可以具有与MOF、COF等多孔晶体材料相当的比表面积大小,并且其具有优异的热和溶剂稳定性,可协调设计的多孔结构。因此,近年来对于微孔有机网材料的研究开发以及应用得到了广泛关注。

β-环糊精由7个吡喃葡萄糖通过1、4-糖苷键连接而成,其呈现出一个内部疏水、外部亲水的环状结构,环糊精作为一种淀粉的水解产物,其易于获得,对人体无毒,拥有良好的稳定性,并且它独特的空腔构造使其对很多分子都具有良好的亲和力。鉴于碘代衍生化后β-环糊精(七(6-碘-6-去氧)β-环糊精)结构上的碘代活性位点,可通过Sonogashira耦合反应可与不同刚性有机单体的炔基端反应,从而制备得到功能化环糊精基微孔有机网材料,为在物质吸附、色谱分离、药物传递与肿瘤靶向治疗等研究领域提供了广阔的前景。

现有技术制备的MONs大多数提供的吸附作用力主要为疏水作用力与π-π作用力,其提供的作用力有限,因此,对于目标分析物的选择性吸附能力不佳。

发明内容

为了有效吸附水中芳香化合物,本发明提供一种水分散性良好的环糊精微孔有机网材料,该环糊精微孔有机网材料具有良好的物理、化学稳定性,含有丰富的微孔结构,能够提供多种相互作用,对水中芳香族污染物吸附效果良好、适用范围广,可广泛应用于污水治理中。本发明还提供该环糊精微孔有机网材料的制备方法,该制备方法工艺简单、反应快速、条件温和。

本发明提供的技术方案具体如下:

第一方面,提供了一种环糊精微孔有机网材料的制备方法,在甲苯与三乙胺的混合液中,碘代β-环糊精与二炔基有机配体在碘化铜与双(三苯基磷)二氯化钯的催化作用下室温反应,纯化后得到环糊精微孔有机网材料。

作为上述技术方案的优选,碘代β-环糊精与二炔基有机配体的摩尔比为1:7。

作为上述技术方案的优选,甲苯与三乙胺的体积比为4:1~1:4,优选地,甲苯与三乙胺的体积比为1:1。

作为上述技术方案的优选,二炔基有机配体为1,4-二乙炔基苯;碘代β-环糊精为七(6-碘-6-去氧)β-环糊精。

作为上述技术方案的优选,室温反应时间为4~8h。

作为上述技术方案的优选,各物质的添加量分别为:双(三苯基磷)二氯化钯6.72~13.44重量份、碘化铜1.76~3.52重量份、β-环糊精38.08~76.16重量份、二炔基有机配体15.1~35.2重量份。

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