【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于高分子材料中的多孔有機聚合物，尤其涉及一種多孔有機聚合物吸附劑的制備方法及應用。
技術介紹
1、隨著科技的發展和工業生產規模的擴大，污染物排放導致的環境污染問題亟待解決，其中工業和生活污水排放造成的影響最為嚴重。來自造紙、化學品生產、印刷、采礦等領域產生的染料和重金屬污染對人類健康和動植物生存造成了極大的威脅。染料通常是含有芳香環以及氮、硫、氯和胺等官能團的有機化合物，具有高度生理毒性和致癌性[separation?and?purification?technology,2015,150:229-242.]。比如，亞甲基藍就是一種被廣泛應用于紡織工業的陽離子染料，因其在低濃度時也具有高色度的特點而常被用于紙張、棉花和羊毛的染色[journal?ofcolloid?interface?science,2019,534:408-419；advances?in?colloid?and?interface?science,2020,282:102198]。然而其廢水排放對環境造成了嚴重污染，亞甲基藍廢水不但色度深、有機物含量高而且難以降解。因此，對亞甲基藍廢水進行有效處理顯得尤為重要[journal?ofhazardous?materials,2010,177,70-80]。重金屬通常指密度大于5g/cm3的金屬，其離子大多具有毒性、致突變性和致癌性，進入大氣、水和土壤后會通過生態系統的生物鏈積累、保留甚至遷移，對環境和人類健康造成危害[rsc?advances,2023,13(7):4275-7302；chemosphe
2、許多技術例如吸附、膜過濾、溶劑提取和生物降解等已經被廣泛應用于各種污水的清潔處理過程中。憑借其低成本、操作簡便、能耗低的優點，利用固體吸附劑的吸附性能去除污水中多種污染物的吸附法，已經成為污水處理領域中重要的處理方法，特別是對于含有生物難降解的有機污染物和有毒重金屬離子的污水處理具有難以替代的重要應用價值[npj?clean?water,2021,4,36；environmental?technology&innovation,2018,11,187-240；science?of?the?total?environment,2022,822,153555；environmental?research,2021,201,111534]。利用吸附法處理污水的關鍵在于低成本、高性能吸附劑的研究開發。多孔有機聚合物(porous?organic?frameworks，pops)是一類由共價鍵連接的具有高比表面積、可調孔徑、化學穩定性、熱穩定性等優勢的聚合物材料，已經成為最重要的吸附劑并在污水處理中得到日益廣泛的應用[acs?catalysis,2011,1(7):819-835；chemical?societyreviews,2022,51(6):2031-2080]。然而pops的大規模應用仍然面臨諸多挑戰。首先，制備高性能的pops往往需要具有特殊結構和功能的單體，這些單體的合成工藝復雜或者價格昂貴。此外，工業廢水和生活廢水中可能同時含有有機染料和重金屬離子等污染物，研究開發能夠同時去除水中有機染料和重金屬離子等多種污染物的吸附劑對于降低復雜污水的處理成本和提高運行效率至關重要。盡管如此，現有的pops作為吸附劑往往只能適用于有機染料或者重金屬離子的吸附分離，能夠同時用于去除有機染料和重金屬離子污染物的高效吸附劑尚未見到相關報道。
3、總之，同時含有有機染料和重金屬離子等污染物的復雜廢水日益增多，而且目前傳統的吸附劑無法滿足這類復雜廢水處理的性能要求。因此，研究開發制備工藝簡單、原料易得且成本低廉、而且能夠同時高效吸附去除有機染料和重金屬離子污染物的高效吸附劑，對于修復復雜廢水導致的環境污染問題具有很重要的研究意義和應用價值。
技術實現思路
1、針對上述技術問題，本專利技術提出了一種多孔有機聚合物吸附劑(pops)的制備方法及應用。該制備工藝簡單、原料易得且成本低廉，而且能夠同時高效吸附去除有機染料和重金屬離子污染物。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、本專利技術的技術目的之一在于提供一種多孔有機聚合物吸附劑的制備方法，包括以下步驟：將氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物通過氯化亞砜酰氯化得到酰氯化氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物，所述酰氯化氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物與螯合劑進行酯化反應，得到所述孔有機聚合物吸附劑；
4、其中，所述氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物以二異氰酸酯單體、三酚基單體和含羧基的二酚基單體為原料制備而成。
5、本專利技術通過氯化亞砜酰氯化氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物骨架上的羧基，制得酰氯化氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物，隨后通過酯化反應將螯合劑接枝到酰氯化氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物的骨架上，制得多功能pops吸附劑。多孔聚合物具有納米孔道和較高的比表面積，能夠通過物理吸附作用吸附水中的陽離子染料和重金屬離子，然后螯合劑再與重金屬離子通過絡合反應的形成穩定的絡合物，各原料之間能夠發揮各自的吸附和絡合功能，將其用于同步吸附清除水中陽離子染料與重金屬離子。
6、進一步地，所述氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物的具體制備步驟包括：將二異氰酸酯單體、三酚基單體和含羧基的二酚基單體混合后溶于有機溶劑中，在氮氣氛圍下進行縮合反應。
7、更進一步地，所述二異氰酸酯單體、三酚基單體和含羧基的二酚基單體的摩爾比為12∶(4-6)∶(3-6)；和/或
8、所述二異氰酸酯單體、三酚基單體和含羧基的二酚基單體的總質量與有機溶劑的質量比為1∶(30-50)；和/或
9、所述二異氰酸酯單體為對苯二異氰酸酯；和/或
10、所述三酚基單體為間苯三酚；和/或
11、所述含羧基的二酚基單體為對二羥基苯甲酸；和/或
12、所述有機溶劑為無水二甲基亞砜(dmso)；和/或
13、所述縮合反應的參數為：溫度120-160℃，時間12-48h。
14、進一步地，所述氯化亞砜酰氯化的具體步驟包括：將所述氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物分散于n,n-二甲基甲酰胺(dmf)和氯化亞砜(socl2)的混合溶劑中進行加熱反應，得到酰氯化氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物。
15、更進一步地，所述氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物與混合溶劑的質量比為1∶(10-20)；和/或
16、所述n,n-二甲基甲酰胺與氯化亞砜的體積比為1∶(1-5)；和/或
17、所述加熱反應的參數為：溫度75-80℃，時間12-24h。
18、進一步地，所述螯合劑為n-β-羥基乙基乙二胺三乙酸(hedta)。
19、進一步地，所述酯化反應的具體步驟包括：將所述酰氯本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種多孔有機聚合物吸附劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物通過氯化亞砜酰氯化得到酰氯化氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物，所述酰氯化氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物與螯合劑進行酯化反應，得到所述多孔有機聚合物吸附劑；
2.根據權利要求1所述的多孔有機聚合物吸附劑的制備方法，其特征在于，所述氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物的具體制備步驟包括：將所述二異氰酸酯單體、三酚基單體和含羧基的二酚基單體混合后溶于有機溶劑中，在氮氣氛圍下進行縮合反應。
3.根據權利要求2所述的多孔有機聚合物吸附劑的制備方法，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的多孔有機聚合物吸附劑的制備方法，其特征在于，所述氯化亞砜酰氯化的具體步驟包括：將所述氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物分散于N,N-二甲基甲酰胺和氯化亞砜的混合溶劑中進行加熱反應，得到酰氯化氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物。
5.根據權利要求4所述的多孔有機聚合物吸附劑的制備方法，其特征在于，
6.根據權利要求1所述的多孔有機聚合物吸附劑的制備方法，其特征在于，所述螯合劑為N-β-羥基乙基乙
7.根據權利要求1所述的多孔有機聚合物吸附劑的制備方法，其特征在于，所述酯化反應的具體步驟包括：將所述酰氯化氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物和螯合劑溶解于有機溶劑中，加入縛酸劑后進行酯化反應，沉析、洗滌、干燥后得到多孔有機聚合物吸附劑。
8.根據權利要求7所述的多孔有機聚合物吸附劑的制備方法，其特征在于，
9.一種利用權利要求1-8任一項所述的制備方法制備得到的多孔有機聚合物吸附劑。
10.一種如權利要求9所述的多孔有機聚合物吸附劑在陽離子染料與重金屬離子去除中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種多孔有機聚合物吸附劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物通過氯化亞砜酰氯化得到酰氯化氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物，所述酰氯化氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物與螯合劑進行酯化反應，得到所述多孔有機聚合物吸附劑；
2.根據權利要求1所述的多孔有機聚合物吸附劑的制備方法，其特征在于，所述氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物的具體制備步驟包括：將所述二異氰酸酯單體、三酚基單體和含羧基的二酚基單體混合后溶于有機溶劑中，在氮氣氛圍下進行縮合反應。
3.根據權利要求2所述的多孔有機聚合物吸附劑的制備方法，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的多孔有機聚合物吸附劑的制備方法，其特征在于，所述氯化亞砜酰氯化的具體步驟包括：將所述氨基甲酸酯鍵合的多孔聚合物分散于n,n-二甲基甲酰胺和氯化亞砜的混合溶劑中進行加熱反應，...
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