一种应用于高效碘吸附的席夫碱环状化合物的制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种应用于高效碘吸附的席夫碱环状化合物的制备方法和用途。本发明专利技术的目的在于，提供一种应用于高效碘吸附的席夫碱环状化合物的制备方法，该制备方法无需模板诱导，可一步合成，操作简单。采用本发明专利技术方法制备的席夫碱环状化合物具有优异的碘吸附和存储性能，吸附循环性能好，操作简单无污染、能耗低、效率高，为碘吸附提供新型材料，具有广阔的应用前景。

Preparation and Application of a Schiff Base Cyclic Compound for High Performance Iodine Adsorption

The invention discloses a preparation method and application of Schiff base cyclic compound for high efficiency iodine adsorption. The aim of the present invention is to provide a preparation method of Schiff base cyclic compounds for high efficiency iodine adsorption, which can be synthesized in one step without template induction and has simple operation. The Schiff base ring compound prepared by the method of the invention has excellent iodine adsorption and storage performance, good adsorption cycle performance, simple operation, pollution-free, low energy consumption and high efficiency, and provides a new material for iodine adsorption, and has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于高效碘吸附的席夫碱环状化合物的制备方法和用途
本专利技术属于功能材料领域，具体涉及一种应用于高效碘吸附的席夫碱环状化合物的制备方法和用途。
技术介绍
大环化合物的发现可追溯到1967年CJPedersen对多醚环合成与其配位作用的首次报道。大环化合物主要包括冠醚、环糊精、杯芳烃、柱芳烃、环状席夫碱等。大环化合物杂原子上有可形成配位键的未成键孤对电子，环的空腔大小具有可控可修饰性，可选择性的络合有机、无机小分子及金属离子，因此大环化学在催化、人工阴离子受体、生物模拟等领域显出广阔的应用前景。Schiff碱环状化合物是一类重要的大环家族,文献报道合成方法主要有酸催化、高度稀释法、离子模板诱导合成法、高压法等，使二醛和二胺衍生物两个组分进行缩合成环。核燃料处理产生的放射性碘，其半衰期长达1570万年，难以处理，同时放射性核素(主要是129I，131I)易升华，危害人体健康，因此从环境中富集和去除放射性碘蒸汽尤为重要。目前许多聚合物如沸石、活性炭、分子筛、金属有机骨架(MOFs)、共价有机框架材料(COFs)等多孔材料已经被开发出用于碘的捕获和存储，而席夫碱环状化合物用于碘吸附的案例罕见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种应用于高效碘吸附的席夫碱环状化合物制备方法。该制备方法无需模板诱导，可一步合成，操作简单。同时，本专利技术方法制备的席夫碱环状化合物具有优异的碘吸附和存储性能，吸附循环性能好，操作简单无污染、能耗低、效率高，为碘吸附提供新型材料，具有广阔的应用前景。本专利技术提供了一种席夫碱环状化合物，其反应式及结构式如式I或式II所示：其中，式Ⅰ中-RCHO表示端基为醛基的取代基,式Ⅱ中n＝0～4。一种应用于高效碘吸附的席夫碱环状化合物的制备方法，包括以下步骤：在耐压反应管中,加入胺和醛两种反应单体,加入有机溶剂混合均匀,在上述体系中继续加入适量醋酸水溶液作为催化剂,将反应管除氧密封后,一定温度下反应若干天,反应结束后真空抽滤，用有机溶剂充分洗涤后真空干燥,即得到席夫碱环状化合物。所述可参考本领域的基本操作与条件，本专利技术特别优选以下方法和条件：所述有机溶剂为均三甲苯、甲苯、1,4-二氧六环、邻二氯苯中的一种或者任意两种的混合溶剂。所述单一溶剂，单一溶剂的体积与上述反应混合物的体积比为1:1～1:30。所述混合溶剂，混合溶剂体积比为1:1～100:1，混合溶剂体积与上述反应混合物的体积比为1:1.1～1:30。所述醋酸水溶液浓度为1～12mol/L。所述单体和醋酸水溶液摩尔比为1:10～1:150。所述温度为20～150℃。所述时间为3～6天。本专利技术还提供了一种席夫碱环状化合物在高效碘吸附中的用途。一种高效碘吸附的方法：采用上述所述的席夫碱环状化合物作为吸附剂，将化合物和过量碘置于常压75℃烘箱内，利用重量法测定吸附量。与现有技术相比，本专利技术的积极进步效果在于：1、本专利技术的目的在于，提供一种应用于高效碘吸附的席夫碱环状化合物制备方法。该制备方法无需模板诱导，可一步合成，操作简单；2、本专利技术方法制备的席夫碱环状化合物具有优异的碘吸附和存储性能；3、本专利技术方法制备的席夫碱环状化合物碘脱附方法简单高效，吸附循环性能优异。附图说明附图1是本专利技术实施例1～4的材料结构示意图；附图2是本专利技术实施例1～4的高分辨质谱图；附图3是本专利技术实施例1～4的傅立叶变换-红外光谱图；附图4是本专利技术实施例1～4的13C固体核磁谱图；附图5是本专利技术实施例1～4的扫描电子显微镜图；附图6是本专利技术实施例1～4的X-射线粉末衍射谱图；附图7是本专利技术实施例1～4在氮气氛围中的热重曲线；附图8是本专利技术实施例5～8碘蒸汽吸附曲线；附图9为本专利技术实施例5碘蒸汽吸附前的EDX元素分布图；附图10为本专利技术实施例5碘蒸汽吸附后的EDX元素分布图；附图11是本专利技术实施例9碘蒸汽脱附曲线；附图12是本专利技术实施例9循环性能测试图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。如无特别说明，在说明书中将由本专利技术所述方法制得的四种材料分别命名为：化合物1,化合物2,化合物3,化合物4。实施例1在反应管中加入1,8-二氨基蒽(41.6mg,0.2mmol)、对苯二甲醛(26.8mg,0.2mmol)、均三甲苯(19mL)、二氧六环(1mL)和6M乙酸水溶液(2mL)。将上述反应管进行三次冷冻-抽真空-解冻-换氮气操作除氧。将反应管密封后120℃静置反应3天，反应结束后，冷却至室温,将产物真空抽滤，用丙酮、四氢呋喃充分洗涤。将充分洗涤后的产物120℃真空干燥10小时，得到砖红色固体粉末(53mg,，产率86％)，命名化合物1。实施例2在反应管中加入1,8-二氨基蒽(62.4mg,0.3mmol)、间苯二甲醛(40.2mg,0.3mmol)、均三甲苯(19mL)、二氧六环(1mL)和6M乙酸水溶液(2mL)。将上述反应管进行三次冷冻-抽真空-解冻-换氮气操作除氧。将反应管密封后120℃静置反应3天，反应结束后，冷却至室温,将产物真空抽滤，用丙酮、四氢呋喃充分洗涤。将充分洗涤后的产物120℃真空干燥10小时，得到黄色固体粉末(92mg,产率83％)，命名化合物2。实施例3在反应管中加入1,8-二氨基蒽(41.6mg,0.2mmol)、4,4-联苯二甲醛(42mg,0.2mmol)、均三甲苯(19mL)、二氧六环(1mL)和6M乙酸水溶液(2mL)。将上述反应管进行三次冷冻-抽真空-解冻-换氮气操作除氧。将反应管密封后120℃静置反应3天，反应结束后，冷却至室温,将产物真空抽滤，用丙酮、四氢呋喃充分洗涤。将充分洗涤后的产物120℃真空干燥10小时，得到砖红色固体粉末((58mg,产率75％)，命名化合物3。实施例4在反应管中加入1,8-二氨基蒽(62.4mg,0.3mmol)、9,10-蒽二甲醛(70.2mg,0.3mmol)、均三甲苯(19mL)、二氧六环(1mL)和6M乙酸水溶液(2mL)。将上述反应管进行三次冷冻-抽真空-解冻-换氮气操作除氧。将反应管密封后120℃静置反应3天，反应结束后，冷却至室温,将产物真空抽滤，用丙酮、四氢呋喃充分洗涤。将充分洗涤后的产物120℃真空干燥10小时，得到红褐色固体粉末(61mg,产率75％)，命名化合物4。附图1是本专利技术实施例1～4的材料结构示意图。附图2是本专利技术实施例1～4的高分辨质谱图。从谱图可知，所测定的产物分子量与结构设计分子量完全吻合，说明成功合成了预期结构。附图3是本专利技术实施例1～4的傅立叶变换-红外光谱图，以化合物1为例，原料1,8-二氨基蒽中3400-3200cm-1的-N-H-伸缩振动峰，在反应生成化合物1后明显消失，说明产物化合物1中-N-H-的消失，且1619cm-1出现了-C＝N伸缩振动峰，证明了亚胺键的形成。其他实施例分析同理可得。附图4是本专利技术实施例1～4的13C固体核磁谱图，进一步证明了亚胺键的形成。附图5是本专利技术实施例1～4的扫描电子显微镜图，由图可知，化合物1主要是片层结构，化合物2是球形结构和棒状结构并存，化合物3是片层结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于高效碘吸附的席夫碱环状化合物的制备方法，特征在于，包括以下步骤：在耐压反应管中,加入胺和醛两种反应单体,加入有机溶剂混合均匀,在上述体系中继续加入适量醋酸水溶液作为催化剂,将反应管除氧密封后,一定温度下反应若干天,反应结束后真空抽滤，用有机溶剂充分洗涤后真空干燥,即得到席夫碱环状化合物，其中，所述席夫碱环状化合物反应式及结构式如式I或式II所示：

【技术特征摘要】
1.一种应用于高效碘吸附的席夫碱环状化合物的制备方法，特征在于，包括以下步骤：在耐压反应管中,加入胺和醛两种反应单体,加入有机溶剂混合均匀,在上述体系中继续加入适量醋酸水溶液作为催化剂,将反应管除氧密封后,一定温度下反应若干天,反应结束后真空抽滤，用有机溶剂充分洗涤后真空干燥,即得到席夫碱环状化合物，其中，所述席夫碱环状化合物反应式及结构式如式I或式II所示：其中，式I所示的化合物中的-RCHO表示端基为醛基的取代基,式II中n＝0～4。2.根据权利要求1所述的一种应用于高效碘吸附的席夫碱环状化合物的制备方法，特征在于，所述有机溶剂为均三甲苯、甲苯、1,4-二氧六环、邻二氯苯中的一种或者任意两种的混合溶剂。3.根据权利要求1所述的一种应用于高效碘吸附的席夫碱环状化合物的制备方法，特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭宗侠，孙潘莉，李志波，赵娜，孙阿彬，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37