一种多孔共轭微孔聚合物的制备方法及对金回收的应用

本发明涉及光催化材料，具体地说，涉及一种多孔共轭微孔聚合物的制备方法及对金回收的应用。

背景技术：

1、黄金是一种贵金属，已广泛应用于催化、珠宝、医药和电子领域。鉴于对黄金的巨大需求，仅靠采矿不足以产生充足的供应，因为矿石中金的浓度非常低(<10克/吨)。此外，浸出过程通常需要使用有毒的氰化物溶液，这可能会导致严重的环境影响和安全问题。事实上，一吨矿石中的黄金含量仅为40部手机的总和，而且随着电子垃圾的产生每年至少增加50吨，从新旧电子垃圾中选择性回收黄金是非常可取的。

2、近年来，为了满足对黄金的巨大需求，探索从电子垃圾等二次来源中回收黄金的绿色、高效的加工方法已成为热门的研究课题。利用绿色、高效、低能耗、无二次污染的光催化技术从电子垃圾中回收黄金可能是一种理想的策略，但迄今为止相关研究仍然非常缺乏。

3、作为一种有前途的光催化剂，无金属共轭聚合物由于其优异的稳定性、宽的可见光吸收范围和良好的光催化活性，有望成为有效光催化还原电子垃圾中金的理想平台。

4、目前，为大多数光催化应用开发的共轭聚合物都是二维拓扑，光催化活性位点很容易埋在基面中，层间固有的强π-π堆积阻碍了催化中心的充分利用。最近，库珀等人利用高通量实验筛选出一种在可见光下具有良好光催化活性和长期催化稳定性的线性共轭聚合物。与二维共轭聚合物平面相比，一维线性主链具有更多的边缘位点和更低的基底位点密度，有利于催化活性位点的充分暴露以及au3+的快速扩散和传质，因此具有广阔的应用前景。然而，由一维限制共价键构建的一维共轭聚合物仍然很少，并且开发用于光催化还原金属的高性能一维共轭聚合物的研究仍未探索。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多孔共轭微孔聚合物的制备方法及对金回收的应用。本发明制得的多孔共轭微孔聚合物具有高吸附容量、高选择性、快速吸附动力学、优异的光活性以及高稳定性的优点。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种多孔共轭微孔聚合物的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤一、将2,5-二溴噻吩并[3,2-b]噻吩、4,7-二乙炔基苯并[c][1,2,5]噻二唑、四(三苯基膦)钯、碘化亚铜、n,n-二甲基甲酰胺和三乙胺混合后超声，得到反应混合液；

5、步骤二、将所述反应混合液进行薗头偶联反应，得到所述多孔共轭微孔聚合物。

6、进一步方案，所述2,5-二溴噻吩并[3,2-b]噻吩和4,7-二乙炔基苯并[c][1,2,5]噻二唑的质量比为(0.5～1.0)：1。

7、进一步方案，所述n,n-二甲基甲酰胺与2,5-二溴噻吩并[3,2-b]噻吩的用量比为20～40ml：1g。

8、进一步方案，所述n,n-二甲基甲酰胺与三乙胺的体积比为3：4～6。

9、进一步方案，所述薗头偶联反应的温度为110～130℃，时间为20～30h。

10、进一步方案，所述薗头偶联反应后还包括将所得产物进行固液分离，将所得固体产物依次用氯仿、四氢呋喃、甲醇和丙酮洗涤，再用沸腾的n,n-二甲基甲酰胺洗涤数次，最后进行真空干燥。

11、进一步方案，所述权利要求1～6任一项所述多孔共轭微孔聚合物的制备方法，制得的多孔共轭微孔聚合物。

12、多孔共轭微孔聚合物在吸附金中的应用如下：

13、将多孔共轭微孔聚合物与含有au3+的待处理溶液混合，将待处理溶液中可溶性au3+还原为难溶性au0。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

15、本发明以2,5-二溴噻吩并[3,2-b]噻吩与4,7-二乙炔基苯并[c][1,2,5]噻二唑为原料，通过薗头偶联反应，制备具有d-π-a共轭骨架结构、炔基连接的多孔共轭微孔聚合物(btp-det或det-btp)，可以增强π-电子离域并减小光学带隙，从而显著提高光催化还原au3+的活性。本发明制备的btp-det骨架中含有大量炔基单元以及高度扩展的π-共轭体系，可以同时实现选择性吸附和光催化还原au3+，从而显著提高金的吸附容量。同时，btp-det具有更强的电子推拉体系，可以增强π电子离域，并有效提高了电子转移和质量传输效率以及对金的吸附性能，在可见光照射下还可通过光催化还原将可溶性au3+还原为难溶性au0，从而实现金的固定，是一种吸附金的高效吸附剂。

16、本发明还提供了上述技术方案所述的多孔共轭微孔聚合物在吸附金中的应用，实验结果表明：炔基单元的引入大大提高了btp-det光催化还原au3+的性能。此外，btp-det对金的吸附性能优异，具有吸附容量高、吸附动力学快、选择性好以及光活性优异等优点。btp-det在可见光照射下可以通过光催化还原将可溶性au3+还原为难溶性au0，从而实现金的固定，是一种吸附金的高效光催化剂。

技术特征：

1.一种多孔共轭微孔聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述多孔共轭微孔聚合物的制备方法，其特征在于，所述2,5-二溴噻吩并[3,2-b]噻吩和4,7-二乙炔基苯并[c][1,2,5]噻二唑的质量比为(0.5～1.0)：1。

3.根据权利要求1或2所述多孔共轭微孔聚合物的制备方法，其特征在于，所述n,n-二甲基甲酰胺与2,5-二溴噻吩并[3,2-b]噻吩的用量比为20～40ml：1g。

4.根据权利要求3所述多孔共轭微孔聚合物的制备方法，其特征在于，所述n,n-二甲基甲酰胺与三乙胺的体积比为3：4～6。

5.根据权利要求1所述多孔共轭微孔聚合物的制备方法，其特征在于，所述薗头偶联反应的温度为110～130℃，时间为20～30h。

6.根据权利要求1所述多孔共轭微孔聚合物的制备方法，其特征在于，所述薗头偶联反应后还包括将所得产物进行固液分离，将所得固体产物依次用氯仿、四氢呋喃、甲醇和丙酮洗涤，再用沸腾的n,n-二甲基甲酰胺洗涤数次，最后进行真空干燥。

7.权利要求1～6任一项所述多孔共轭微孔聚合物的制备方法，制得的多孔共轭微孔聚合物。

8.多孔共轭微孔聚合物在吸附金中的应用如下：

技术总结
本发明涉及光催化材料技术领域，且公开了一种多孔共轭微孔聚合物的制备方法及对金回收的应用，本发明将2,5‑二溴噻吩并[3,2‑B]噻吩、4,7‑二乙炔基苯并[C][1,2,5]噻二唑、四(三苯基膦)钯、碘化亚铜、N,N‑二甲基甲酰胺和三乙胺混合后超声，得到反应混合液；将所述反应混合液进行薗头偶联反应，得到所述多孔共轭微孔聚合物。本发明制备的BTP‑DET具有一维D‑π‑A共轭骨架，可以增强π‑电子离域并减小光学带隙，从而显著提高光催化还原Au<supgt;3+</supgt;的活性。实验结果表明炔基单元的引入大大提高了BTP‑DET光催化还原Au<supgt;3+</supgt;的性能。此外，BTP‑DET对金的吸附性能优异，具有吸附容量高、吸附动力学快、选择性好以及光活性优异等优点，是一种吸附金的高效光催化剂。

技术研发人员：范小仪,廖烈强,魏豪烽,陈依茹,蒋宏伟,卢悦豪,刘燕芳,甘景怡,程慧婷,叶满意,王玉轩,于文静,崔伟荣
受保护的技术使用者：赣南师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10