一种吸附苯类污染物的疏水性MOF/HCP复合材料的制备方法

本发明属于苯类污染物吸附材料领域，特别涉及一种吸附苯类污染物的疏水性mof/hcp复合材料的制备方法。

背景技术：

1、苯是一种石油化工产业中常见原料，苯对人体的危害主要为神经系统和造血系统，苯具有亲油性，可以以蒸汽的形式经呼吸道进入人体，从而引起急性中毒。

2、金属有机框架(mof，metal-organic framework)代表着一类新型多孔吸附材料，是一种金属离子和有机配体组成的新材料，具有高比表面积、结构高度有序和孔道可调控等特点。先前的研究采用对mof材料进行改性处理(cn111545173a、cn112574429a)，或将mof材料与其他材料复合(cn115106069a、cn117019115a、cn113145084a)，以提高mof材料对苯类污染物的吸附性能。

3、超交联聚合物(hcp，hypercoupled polymers)是通过fridel-crafts烷基化反应合成的一种由碳、氮、硅、硫等不同元素的单体连接成且具有永久孔隙率的三维网络结构。这种结构使其具有了疏水亲油、耐蚀、可塑性等性能。本发明将mof材料与超交联聚合物复合，以期获得一种对苯类污染物吸附性能提高的复合材料。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种吸附苯类污染物的疏水性mof/hcp复合材料的制备方法。本发明的mof/hcp复合材料具有较高的稳定性，且具有强的疏水亲油特性，也因此使其成为苯类污染物的良好吸附剂。

2、如上所述的一种吸附苯类污染物的疏水性mof/hcp复合材料的制备方法，包括如下步骤：

3、(1)将1,4-对苯二苄基、无水氯化铁、苯基顺酐溶于二氯乙烷中，在70-90℃氮气气氛中保温18-24h，冷却后将产物用甲醇充分洗涤至溶液澄清，所得产物在60-80℃下真空干燥24-30h后获得hcp初级产物；

4、其中，1,4-对苯二苄基、无水氯化铁、苯基顺酐摩尔比1:3:1；

5、(2)对hcp初级产物进行碱化处理以获得与mof材料配位额官能团，将hcp初级产物、氢氧化钠加入去离子水中得悬浮液，在60-80℃下搅拌24-30h，冷却后用浓度为1mol·l-1的盐酸调节溶液酸碱度到中性，用甲醇充分洗涤后在80℃下真空干燥24h后获得hcp；

6、所述hcp初级产物与氢氧化钠的质量比为0.5:1；hcp初级产物在悬浮液中的质量浓度为10mg/ml；

7、(3)将氢氧化钠、对苯二甲酸、九水硝酸铬均匀分散在去离子水中，再加入步骤(2)制得的hcp，在室温下超声混合均匀获得mof/hcp前驱体溶液；在160-180℃下保温18-36h，冷却后产物经n,n-二甲基甲酰胺、乙醇充分洗涤后于120℃下真空干燥6h后获得mof/hcp复合材料；其中，氢氧化钠、对苯二甲酸、九水硝酸铬的摩尔比1:1:1。

8、进一步的，所述mof/hcp复合材料中，hcp的负载量为2.5wt.％～6wt.％；更进一步的，hcp的负载量为3.5wt.％～6wt.％。

9、将本发明所制备的mof/hcp复合材料用于吸附苯气体，与纯mof材料或hcp相比，吸附量显著提高。

10、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

11、1、本发明提供的mof/hcp复合材料因其结构中的苯类结构，增加了其疏水亲油特性，改善了mof材料与水产生的竞争吸附及遇水后孔道易坍塌的缺陷。

12、2、本发明提供的mof/hcp复合材料，该复合材料中有极强的π-π堆叠作用，极大程度上提高了对于苯类污染物的吸附量。

技术特征：

1.一种吸附苯类污染物的疏水性mof/hcp复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的吸附苯类污染物的疏水性mof/hcp复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中1,4-对苯二苄基、无水氯化铁、苯基顺酐摩尔比1:3:1。

3.根据权利要求1所述的吸附苯类污染物的疏水性mof/hcp复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述hcp初级产物与氢氧化钠的质量比为0.5:1。

4.根据权利要求1所述的吸附苯类污染物的疏水性mof/hcp复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述hcp初级产物在悬浮液中的质量浓度为10mg/ml。

5.根据权利要求1所述的吸附苯类污染物的疏水性mof/hcp复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中氢氧化钠、对苯二甲酸、九水硝酸铬的摩尔比1:1:1。

6.根据权利要求1所述的吸附苯类污染物的疏水性mof/hcp复合材料的制备方法，其特征在于，所述疏水性mof/hcp复合材料中hcp的负载量为2.5wt.%~6wt.%。

7.一种如权利要求1-6任一项所述方法制备的吸附苯类污染物的疏水性mof/hcp复合材料的应用，其特征在于，所述疏水性mof/hcp复合材料用于吸附苯类污染物。

8.根据权利要求7所述的吸附苯类污染物的疏水性mof/hcp复合材料的应用，其特征在于，所述苯类污染物包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯。

技术总结
本发明公开了一种吸附苯类污染物的疏水性MOF/HCP复合材料的制备方法，包括将1,4‑对二氯苄基、无水氯化铁、苯基顺酐溶于二氯乙烷中，反应获得HCP初级产物；将HCP初级产物碱化处理，经纯化干燥获得HCP；将氢氧化钠、对苯二甲酸、九水硝酸铬、HCP加入去离子水混合获得MOF/HCP前驱体溶液，水热反应获得MOF/HCP。本发明所提供的MOF/HCP材料方法简便，MOF/HCP材料具有一定的疏水性，且对苯类污染物有着较高的吸附性能。

技术研发人员：付猛,王智轩
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12