[发明专利]一种四乙烯硅烷-聚苯乙烯吸附剂

说明书

本申请公开了一种四乙烯硅烷‑聚苯乙烯吸附剂，属于高分子材料合成技术领域。该吸附剂的制备原料包括四乙烯硅烷和聚苯乙烯；所述吸附剂的孔径为2‑250nm，所述吸附剂的比表面积为2‑60m²/g。将该吸附剂用于水体中，水体中的苯及其衍生物能够自该吸附剂的介孔和大孔进入吸附剂的内部并进行吸附，提高对苯及其衍生物的吸附量，解决现有水体中苯及其衍生物的吸附剂孔径小、吸附量低等问题。

技术领域

本申请涉及一种四乙烯硅烷-聚苯乙烯吸附剂，属于高分子材料合成技术领域。

背景技术

随着化学原料、医药、包装、印刷、家居、电子通信、金属制造、食品加工、橡胶塑料、电气机械及器材等行业的快速发展以及城镇进程的不断加快，大量的废气、废水和固体废弃物被产生。这些有毒、有害物质被肆意排放至自然环境中，使得人类赖以生存的大气、土壤和水体中面临着严重污染问题。苯及其衍生物是一类重要的大气和水体污染物，此类物质会对人体造血功能产生巨大的危害，是一类致癌物质，严重地影响着人类的健康和生活。因此，为了解决人类目前多面的生存危机，改善人们的生活环境，提高人类的生活质量，清除这些污染物是当前人类所面临的最紧迫任务之一。

当前，各国专家和学者对清除生态环境中的苯及其衍生物等污染物做了大量的实验研究。实验研究中，所采用的方法主要有催化燃烧法、冷凝法、膜分离法、吸附法和光降解法等。相比于催化燃烧法、光降解法和膜分离法，吸附法具有操作简单、实验设备简单、能耗低、经济效益高等优势，也是近年来一直研究和探讨的热点课题。当前所使用的吸附剂主要有活性炭和改性活性炭系列吸附剂、沸石分子筛类吸附剂、石墨烯类吸附剂、超交联聚合物、有机框架聚合物等。

超交联聚合物由于具有制备工艺简单、单体来源广泛、所得聚合物吸附性能优异受到了格外的青睐。目前，国内科研工作者已经制备出大量的超交联聚合物，制备出的聚合物在有机挥发性苯及其衍生物的吸附方面均表现出较好的性能。然而开发出来的超交联聚合物主要是针对大气中存在苯基其衍生物的吸附，所用的聚合物主要是含有微孔较多的多孔聚合物；而对水体中苯基其衍生物的吸附研究较少。

相比空气中污染物而言，水体中的污染物大都以水合离子形式存在，有些离子与水结合的比较牢固，而且结合的水分子较多，以络合离子的形式存在，因此水体中的污染物体积较大，常常为群体形式。现有的聚合物吸附剂主要以小分子作为交联剂或构筑单元，形成的聚合物分子链链节小，分子链之间的刚性强，因此聚合物往往存在较多的微孔、比表面积也较大。由于现有的吸附剂刚性较大，在将现有吸附剂放置于水体中，吸附剂的孔道不会发生溶胀或溶胀程度较小，故水体中的污染物无法进入吸附剂的孔道内，无法对水体中的污染物进行有效去除。并且水体中存在的污染物种类较多，现有的吸附剂很难对水体中的污染物选择性进行吸附，导致回收后的污染物很难进行下一步回收利用。

当液态分子进入吸附剂的孔道中时，若吸附剂的孔径尺寸仍然是微孔材料的话，则所受到的阻力客观上阻止液体分子在孔道中的扩散，进而所得聚合物吸附剂的吸附量理论上来说不可能很大。因此为了提高吸附剂的吸附量，客观上要求制备出的吸附剂具有较大的孔径。传统的超交联聚合物在制备过程中均是利用刚性结构单元与小分子进行官能化反应，要求小分子具有足够的刚性或小分子足够的短，这样才能保证反应后所得聚合物具有较多的微孔。对液态污染物的吸附，微孔的含量越高其对液态物质的吸附量越小。为了提高对液态污染物的吸附量，开发大孔径的吸附剂是解决问题的关键。

发明内容

为了解决上述问题，提供了一种四乙烯硅烷-聚苯乙烯吸附剂，该吸附剂的孔径为2-250nm，比表面积为2-60m²/g，水体中的苯及其衍生物能够自该吸附剂的介孔和大孔进入吸附剂的内部并进行吸附，提高对苯及其衍生物的吸附量，解决现有水体中苯及其衍生物的吸附剂孔径小、吸附量低等问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种四乙烯硅烷-聚苯乙烯吸附剂，其制备原料包括四乙烯硅烷和聚苯乙烯；

所述吸附剂的孔径为2-250nm，所述吸附剂的比表面积为2-60m²/g。