[发明专利]一种共价有机框架材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及吸附材料技术领域，尤其涉及一种共价有机框架材料及其制备方法与应用。本发明公开了一种新型共价有机框架材料，该共价有机框架材料比表面积大，对六价铬的吸附性高，且循环吸附性能好。由实验数据可知，在吸附进行到300min后，Tp‑DGCl吸附剂对Cr(VI)的去除量为333.33mg/L，第六次吸附，其对六价铬离子的去除率仍可达到83.7％。

技术领域

本发明涉及吸附材料技术领域，尤其涉及一种共价有机框架材料及其制备方法与应用。

背景技术

21世纪以来，随着我国经济社会的不断发展和工业化进程的不断加快，发展经济而破坏环境的问题已经非常突出，其中，严重的重金属水环境污染给人们的生活带来了极大的影响。重金属污染物具有来源广泛，难以降解，易于富集等特点，因而，如何有效去除水中的重金属离子成为当今不可忽视的环境问题。

六价铬为吸入性毒物，人体皮肤接触可能导致皮肤过敏，严重时，可能会造成遗传基因缺陷，人体吸入可能致癌，因此，六价铬对环境具有持久危险性。六价铬非常容易通过消化道，呼吸道，人体皮肤及粘膜进入人体之中，大剂量的六价铬摄入会严重损害人体的肾脏、肝脏。六价铬容易在环境和人体内富集，因而需要寻找一种有效去除废水中的六价铬的方法，减少其对人体和环境产生的危害。

共价有机框架材料(COF)是一种由轻质元素(C、O、N、B等)通过共价键连接的具有永久孔道的晶体网格的新型材料，密度较低，而比表面积较高，具有很好的化学稳定性，这些特点给COF材料带来了丰富的应用前景，但是合成COF材料对六价铬离子的吸附效果不好。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种共价有机框架材料及其制备方法与应用，该共价有机框架材料比表面积大，对六价铬离子的吸附效果好，且循环性能好。

其具体技术方案如下：

本发明提供了一种共价有机框架材料，所述共价有机框架材料具有式(Ⅰ)所示的结构单元；

本发明提供的上述结构的共价有机框架材料比表面积大，对Cr(VI)的吸附效果好。

本发明还提供了一种共价有机框架材料的制备方法，包括以下步骤：

将三醛基间苯三酚和1,3-二氨基胍盐酸盐在溶剂中进行聚合反应，得到共价有机框架材料。

反应路线如下：

本发明共价有机框架材料的制备机理如下：

三醛基间苯三酚和1,3-二氨基胍盐酸盐两种单体在高温封闭条件下进行聚合反应，随后在反应容器中发生羟基、醛基的互变异构得到。

本发明采用简单的加热合成法制备共价有机框架材料，工艺简单，易于实现工业化生产。

本发明中，所述三醛基间苯三酚与所述1,3-二氨基胍盐酸盐的摩尔比为1：(0.5～3)，优选为1：0.75、1：1.5或1：3；

本发明中，所述溶剂为水和1，4-二氧六环，所述水与1，4-二氧六环的体积比为1：4。

所述聚合反应的温度为110℃～130℃，时间为18小时～30小时，优选在120℃反应24小时。

本发明还提供了上述共价有机框架材料或上述制备方法制得的共价有机框架材料在重金属离子吸附中的应用。

本发明还提供了一种污水中重金属的处理方法，包括以下步骤：

将上述共价有机框架材料或上述制备方法制得的共价有机框架材料与含有重金属离子的污水进行混合，进行吸附。

本发明中，所述吸附的时间为4小时～6小时，优选为6小时；