一种环保型吸附性材料及其制备方法与流程

本发明涉及一种环保型吸附性材料及其制备方法，特别是一种超交联的聚合物环保型吸附性材料及其制备方法。

背景技术：

0、技术背景

1、吸附性材料是能够吸附某些物质的材料，一般是具有高比表面积的多孔材料。多孔材料目前种类非常繁多，从组分角度分类可分为无机多孔材料、无机有机杂化多孔材料和多孔有机聚合物材料三大类。目前应用范围最广的无机多孔材料比如沸石，它是由无机多孔骨架组成，作为市面上主要的多孔材料产品。无机有机杂化多孔材料如常见的金属有机骨架化合物，是由有机配体通过具有方向性的配位键与金属元素相连而成的结晶型网络框架化合物。多孔有机聚合物完全由有机构筑单元以共价键相互连接而成的多孔有机聚合物，可分为超交联聚合物、固有微孔聚合物、共轭微孔聚合物、多孔芳族骨架等。吸附性材料常用于环保领域，用于吸附有害气体、污水处理等方面。

2、cn 116062751 a公开了一种二氧化碳吸附用氮硼改性的煤基活性炭的制备方法，在制备活性炭过程中，对原料或者活性炭产品进行一定的掺杂改性，可以大幅提高活性炭的吸附能力，得到的改性活性炭的比表面积最高可达到1527m2/g，二氧化碳吸附量最高可达到6.2mmol/g。

3、cn 104193969 a公开了一种多孔聚合物的制备方法，由芳香族化合物在兼作溶剂的交联剂中进行交联制得，制得的多孔聚合物的比表面积最高可达到1808m2/g。

4、现有技术仍然存在开发一种具有高比表面积，同时具有物理吸附能力和化学吸附能力的环保型吸附性材料的需要。

技术实现思路

1、本申请解决的技术问题是：提供一种高比表面积和高吸附性能的环保型吸附性材料。

2、本发明提供了一种环保型吸附性材料的制备方法，包括以下步骤：

3、(1)将单体分散于溶剂中获得单体溶液，所述单体包含二氯甲基吡嗪；

4、(2)向步骤(1)中获得的单体溶液中加入催化剂，随后加热进行反应，得到粗产物；所述反应在惰性气体氛围下进行，反应过程中保持持续搅拌；

5、(3)将步骤(2)中获得的粗产物进行过滤，随后洗涤、干燥，制得吸附性材料；

6、其中，所述二氯甲基吡嗪的两个氯甲基处于对位或间位，且连接在吡嗪的碳原子上。

7、优选，所述二氯甲基吡嗪为2,5-二氯甲基吡嗪(以下简称dcmp)。

8、其中，二氯甲基吡嗪可以参考现有技术的方法制得，例如，由具有两个甲基的含氮原子的芳香族化合物进行氯化得到。

9、例如，2,5-二氯甲基吡嗪(以下简称dcmp)的制备方法为：在溶剂中加入摩尔比为1:2的2,5-二甲基吡嗪和n-氯代琥珀酰亚胺，在自由基引发剂存在下进行反应得到。

10、更进一步，所述单体还包含不含氮原子的芳香族化合物。所述不含氮原子的芳香族化合物为具有两个氯甲基的不含氮原子的芳香族化合物，如1,4-二氯甲基苯(以下简称dcx)、4,4’-二氯甲基联苯(以下简称bcmbp)和/或9,10-二氯甲基蒽(以下简称bcma)等。

11、其中，二氯甲基吡嗪和不含氮原子的芳香族化合物的摩尔比是1:10至10:1，优选1:5至5:1，如1:5、5:1、1:4、4:1、1:3、3:1、1:2、2:1或1:1。

12、其中，所述溶剂为本领域常见的有机溶剂，如氯代烷烃类溶剂，优选二氯甲烷、二氯乙烷等。

13、其中，所述惰性气体是本领域常见的惰性气体，如氮气、氩气等。

14、其中，所述催化剂为路易斯酸类催化剂，如sncl4、fecl3、或alcl3。

15、所述步骤(2)的反应温度为60-120℃，优选，80-100℃，如80℃、90℃、100℃；反应时间为12-48小时。

16、本发明还提供了一种环保型吸附性材料，其由本发明提供的环保型吸附性材料的制备方法制得。该环保型吸附性材料具有高比表面积，具有较高的物理吸附能力，同时在材料中引入了大量的氮原子。氮原子可以和被吸附的材料产生化学吸附作用，进一步提高材料的吸附能力。

技术特征：

1.一种环保型吸附性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的环保型吸附性材料的制备方法，其特征在于，所述单体还包含不含氮原子的芳香族化合物。

3.如权利要求1所述的环保型吸附性材料的制备方法，其特征在于，所述二氯甲基吡嗪是2,5-二氯甲基吡嗪。

4.如权利要求2所述的环保型吸附性材料的制备方法，其特征在于，所述不含氮原子的芳香族化合物包含1,4-二氯甲基苯、4,4’-二氯甲基联苯和/或9,10-二氯甲基蒽。

5.如权利要求1至4任意一项所述的环保型吸附性材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为二氯乙烷、二氯甲烷。

6.如权利要求1至4任意一项所述的环保型吸附性材料的制备方法，其特征在于，所述催化剂为sncl4、fecl3、或alcl3。

7.如权利要求1至4任意一项所述的环保型吸附性材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的反应温度为60-120℃，反应时间为12-48小时。

8.一种环保型吸附性材料，其由权利要求1至7任意一项所述的环保型吸附性材料的制备方法制备得到。

9.一种如权利要求8所述的环保型吸附性材料的应用，其特征在于，所述环保型吸附性材料用于气体吸附材料和污水处理。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述环保型吸附性材料用于吸附二氧化硫、二氧化碳、甲烷、氢气、甲醛或甲苯。

技术总结
本发明公开了一种环保型吸附性材料的制备方法，该方法包括：(1)将单体分散于溶剂中获得单体溶液，所述单体包含二氯甲基吡嗪；(2)向步骤(1)中获得的单体溶液中加入催化剂，随后加热进行反应，得到粗产物；所述反应在惰性气体氛围下进行，反应过程中保持持续搅拌；(3)将步骤(2)中获得的粗产物进行过滤，随后洗涤、干燥，制得吸附性材料；其中，所述二氯甲基吡嗪的两个氯甲基处于对位或间位，且连接在吡嗪的碳原子上。该环保型吸附性材料具有高比表面积，具有较高的物理吸附能力，同时在材料中引入了大量的氮原子。氮原子可以和被吸附的材料产生化学吸附作用，进一步提高材料的吸附能力。

技术研发人员：杨奇,杨慧慧,彭一杨
受保护的技术使用者：蚌埠市天星树脂有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16