一种多孔复合材料的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型多孔复合材料的制备方法，这种材料是利用两种单体有机分子形成二元共晶得到的，即由一种含芳香稠环的查耳酮分子和7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷(TCNQ)在无溶剂辅助下研磨得到。或在非芳香烃溶剂辅助下研磨后，烘干得到。本发明的多孔复合材料应用于芳香烃与非芳香烃溶剂混合物后，可选择性地吸收混合物中的芳香烃及芳香烃组合物。
【专利说明】 一种多孔复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型多孔复合材料的制备方法，该材料能够选择性吸收芳香烃分子。
【背景技术】
[0002]芳香烃分子及其组合物溶剂是常用的有机溶剂，广泛用于合成医药、涂料、树脂、染料、炸药和农药等领域。在有机合成工业上，芳香烃及其组合物溶剂与非芳香烃溶剂经常混合使用，回收再利用这类混合溶剂则需要分离过程。提纯技术一般采取精馏、萃取、吸附精馏、吸附以及络合分离等方法。本项发明的作用机理则属于吸附分离范畴。吸附法包括分子筛(如氢型丝光沸石(HM))[文献7:催化学报，1981,4(2): 288-295]、合成金属有机多孔材料MOF [文献8: Chem.Eur.J.2009，15，10364 - 10368]以及全有机氢键多孔材料H0F:[文献9:J.Am.Chem.Soc.2013，135，11684-11687]等。分子筛是最广为人知的一类吸附材料，Santacesaria 等人[文献 10:1ndustria land Engineering Chemistry Process Designand Development, 1982,21(3):440]制备了一种KY型分子筛,这种分子筛虽然对吸附所有二甲苯异构体，但其吸附时芳香烃的的选择性低；氢型丝光沸石在芳香烃浓度较低时有较好的吸附效果，尤其能够有效地吸附甲苯、对二甲苯以及间二甲苯等芳香烃，但是在溶液中芳香烃浓度较高时吸附效果呈下降趋势且受温度影响较大，而且无论在低浓度还是在高浓度此材料除了会吸附芳香烃之外也会吸附其它非芳香烃溶剂，诸如水等；M0F材料是由金属离子与有机配体构成金属络合物，这种金属络合物结晶形成晶体后会形成孔道结构，且此孔道结构在在300°C的高温操作时仍不会发生变形，可以选择性吸附芳香烃类及其卤代芳香烃类化合物，但是MOF材料制备方式复杂、制备周期冗长且成本较高，难以工业化；HOF多孔材料是由氢键作用而形成的多孔结构，但是，当此材料受热或者在真空下，其氢键很容易被破坏，而造成孔道结构的坍塌，从而不能重复利用且吸附效率低，也很难应用于工业化生产。
[0003]共晶是一种多组分超分子自组装形成的晶体材料，在药物工程及材料上有重要应用。共晶组成中，每种组分之间有固定的计量比[文献1:化学进展.2010，5 (22): 829-836]。不同种类的分子及基团利用分子间相互作用(氢键、堆积作用、范德华力)，通过分子自组装过程得到稳定有序结构。共晶的制备方法溶剂挥发法、研磨法等。杨彩琴[文献2:光谱学与光谱分析，2011，31 (9):2476-2479]等人通过无溶液辅助干磨法制备出了双苯氟嗪盐酸盐和苯甲酸的共晶以及3，5-二硝基-4-甲基苯甲酸和蒽的共晶。Trask 等人[文献 3: Chem Commun (Camb), 2004, (7):890-891]用氯仿溶剂辅助研磨咖啡因与戍二酸制得了其二元共晶。K.B.Landenberger等人[文献6: CrystalGrowth&Design, 2010, 10，5341-5347]将烈性炸药TNT与菲、萘和氨基苯甲酸等17种非含能有机化合物通过溶剂挥发法得到共晶材料，这种共晶材料有效地改善了现有惰性钝感剂对主体炸药的能量损失，对研究高能量低敏感度的混合炸药提供了一条新思路。另外，近年来，共晶在非线性光学、废溶剂合成化学、主客体化学和光学胶片的成形等领域的应用价值也在日益增加。但未见共晶法制备多孔复合材料及其吸附的报道。
【发明内容】
[0004]技术问题:本发明要解决的问题是完善现有【背景技术】的不足，发明一种由两种有机分子通过电荷转移形成的电荷转移的新型多孔复合材料，这种复合材料由于强电荷转移作用而形成刚性结构，此外，分子间还形成了一种非极性孔道结构。芳香烃及其衍生物溶剂可通过C-H…π及相互作用π…Ji进入孔道，从而选择性吸附芳香烃及其衍生物有机分子。
[0005]技术方案:本发明的一种多孔复合材料的制备方法是将两种有机分子通过电荷转移形成电荷转移复合物材料，具体制作步骤如下:
[0006]将一种含芳香稠环的查耳酮分子与7，7，8，8-四氰基对苯二醌二甲烷TCNQ在无溶剂辅助研磨或者在非芳香烃溶剂辅助下进行研磨30min，查耳酮分子与7，7，8，8-四氰基对苯二醌二甲烷TCNQ的摩尔比为1:1 ;烘干即得到多孔复合材料。
[0007]其中:所述的一种含芳香稠环的查耳酮分子具有如下的结构通式:
[0008]
【权利要求】
1.一种多孔复合材料的制备方法，其特征在于该材料的制备方法是将两种有机分子通过电荷转移形成电荷转移复合物材料，具体制作步骤如下: 将一种含芳香稠环的查耳酮分子与7，7，8，8-四氰基对苯二醌二甲烷TCNQ在无溶剂辅助研磨或者在非芳香烃溶剂辅助下进行研磨30min，查耳酮分子与7，7，8，8-四氰基对苯二醌二甲烷TCNQ的摩尔比为1:1 ;烘干即得到多孔复合材料。
2.如权利要求1所述的多孔复合材料的制备方法，其特征在于所述的一种含芳香稠环的查耳酮分子具有如下的结构通式:
3.如权利要求1所述的多孔复合材料的制备方法，其特征在于所述的非芳香烃溶剂是甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙腈、丙酮、氯仿或二氯甲烷。
4.如权利要求1所述的多孔复合材料的制备方法，其特征在于所述的芳香烃是甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、氯苯、邻氯甲苯、对氯甲苯、间氯甲苯、对二氯苯、间二氯苯或其组合物。
【文档编号】B01J20/22GK103977765SQ201410229508
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】王明亮, 魏想, 吴小娟, 陆娇 申请人:东南大学