结晶多孔有机盐材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及两种结晶多孔有机盐材料及其制备方法与应用，属于多孔材料技术领域。解决了现有技术中多孔材料吸附水后易堵塞或者吸附水后改变材料原有结构的技术问题。本发明专利技术的结晶多孔有机盐的制备方法，先将4,4’‑联苯二磺酸溶于溶剂中，过滤，得到溶液A；然后将化合物B溶于溶剂中，过滤，得到溶液B；最后将溶液B滴加到溶液A中，室温下静置12h以上，过滤，洗涤，依次置于甲醇、四氢呋喃和乙醚中浸泡，真空干燥，得到结晶多孔有机盐。该结晶多孔有机盐，具有规则的微孔孔道，并存在氢键，能够有效的吸附环境中的水，且可多次循环利用，而保持几乎不变的吸附量和结晶度。

【技术实现步骤摘要】
结晶多孔有机盐材料及其制备方法与应用
本专利技术属于多孔材料
，具体涉及两种结晶多孔有机盐材料及其制备方法与应用，尤其涉及该结晶多孔有机盐材料在吸附水和水蒸气中的应用。
技术介绍
水，被称为人类生命的源泉，是人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分，人在正常情况下，身体每天要通过皮肤、内脏、肺以及肾脏排出1.5L左右的水，以保证毒素从体内排出。但是，在世界范围内，都存在淡水资源被天然和工业化合物所污染的威胁。与此同时，在沙漠等一些干旱地区淡水资源的短缺问题也尤为严重。尽管水是自然环境中较为丰富的资源，但是海水却占了整体水量的96.54％，可以直接供给人类使用的淡水资源仅为冰川、存在于地面的水或者空气中未冻结的水。因此，如何高效、经济的利用有限的水资源是当前亟需解决的问题。现有技术中，水的吸附主要采用多孔材料吸附，但是现有技术中的多孔材料，或是孔道不规则，水吸附后易发生堵塞，或是水吸附在多孔材料表面后破坏多孔材料原有表面结构，无法重复利用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术为解决现有技术中多孔材料吸附水后易堵塞或者吸附水后改变材料原有结构的技术问题，提供一种结晶多孔有机盐及其制备方法与应用。本专利技术解决上述技术问题采取的技术方案如下。本专利技术的结晶多孔有机盐的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将4,4’-联苯二磺酸溶于溶剂中，过滤，得到溶液A；步骤二、将化合物B溶于溶剂中，过滤，得到溶液B；所述化合物B为四氨基四苯甲烷或1,3,5-三氨环己烷；步骤三、将溶液B滴加到溶液A中，室温下静置12h以上，过滤，洗涤，依次置于甲醇、四氢呋喃和乙醚中浸泡，真空干燥，得到结晶多孔有机盐；所述化合物A与化合物B的摩尔比为(2-1):1。优选的是，所述步骤一中，溶剂为有机溶剂、氢氧化钠、水中的一种或多种，有机溶剂为甲醇、四氢呋喃中的一种或多种；更优选的是，溶剂为四氢呋喃和水按照体积比1:0.3的混合物。优选的是，所述步骤一中，溶液A中4,4’-联苯二磺酸的浓度为0.06mmol-0.12mol。优选的是，所述步骤二中，溶剂为有机溶剂、氢氧化钠、水中的一种或多种，有机溶剂为甲醇、四氢呋喃中的一种或多种；更优选的是，所述化合物B为四氨基四苯甲烷，溶剂为水和四氢呋喃按照体积比1:2的混合物，所述化合物B为1,3,5-三氨环己烷，溶剂为甲醇。优选的是，所述步骤二中，溶液B中化合物B的浓度为0.03mmol-0.06mmol。优选的是，所述步骤一和步骤二中，通过超声或机械搅拌促进溶解。优选的是，所述步骤一和步骤二中，过滤采用的是尼龙滤头。优选的是，所述步骤三中，4,4’-联苯二磺酸与四苯甲烷的摩尔比为2:1，4,4’-联苯二磺酸与1,3,5-三氨环己烷的摩尔比为3:2。优选的是，所述步骤三中，滴加速度为1滴/秒。优选的是，所述步骤三中，洗涤采用的洗涤液与步骤一中的溶剂或步骤二中的溶剂相同。优选的是，所述步骤三中，依次置于甲醇、四氢呋喃和乙醚中浸泡的过程为：先置于甲醇中浸泡三次，每次24h，然后置于四氢呋喃中浸泡三次，每次24h，最后置于乙醚中浸泡三次，每次24h。优选的是，所述步骤三中，真空干燥的温度为60℃，干燥时间为10h以上。本专利技术还提供上述结晶多孔有机盐的制备方法制备得到的结晶多孔有机盐。本专利技术还提供上述结晶多孔有机盐在收集水或水蒸气中的应用。本专利技术的结晶多孔有机盐的制备原理：本专利技术选用四节点与二节点、三节点与二节点构筑单元，通过离子键连接，并由氢键辅助而制备结晶多孔有机盐材料，能够形成具有较高的结晶度，良好的热稳定性，形状规则的单晶。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的结晶多孔有机盐，具有规则的微孔孔道，并存在氢键，能够有效的吸附环境中的水，且可多次循环利用，而保持几乎不变的吸附量和结晶度，能够有效地避免现有技术中多孔材料吸附水后易堵塞或者吸附水后改变材料原有结构的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例1合成的CPOS-12通过徕卡显微镜观测的单晶形貌与尺寸；图2中，曲线A为本专利技术实施例1合成的CPOS-12晶体的粉末X射线衍射(PXRD)图，曲线B为本专利技术实施例1合成的CPOS-12晶体吸水后(CPOS-12-3)的粉末X射线衍射图；图3中，曲线A为本专利技术实施例1合成的CPOS-12晶体的红外光谱图，曲线B为本专利技术实施例1合成的CPOS-12晶体吸水后(CPOS-12-3)的红外光谱图；图4中，(a)为本专利技术实施例1中CPOS-12-0的热重分析谱图，(b)为本专利技术实施例1中CPOS-12-1的热重分析谱图，(c)为本专利技术实施例1中CPOS-12-2的热重分析谱图，(d)为本专利技术实施例1中CPOS-12-3的热重分析谱图；图5为本专利技术实施例1合成CPOS-12晶体吸水后的热重分析的失重汇总瀑布图(Cycle0代表首次吸水，Cycle1代表第一次循环，Cycle2代表第二次循环，Cycle3代表第三次循环)；图6为本专利技术实施例2合成的CPOS-13通过徕卡显微镜观测的单晶形貌与尺寸；图7中，曲线A为本专利技术实施例2合成的CPOS-13晶体的粉末X射线衍射图，曲线B为本专利技术实施例2合成的CPOS-13晶体吸水后(CPOS-13-3)的粉末X射线衍射图；图8中，曲线A为本专利技术实施例2合成的CPOS-13晶体的红外光谱图，曲线B为本专利技术实施例2合成的CPOS-13晶体吸水后(CPOS-13-3)的红外光谱图；图9中，(a)为本专利技术实施例2中CPOS-13-0的热重分析谱图，(b)为本专利技术实施例2中CPOS-13-1的热重分析谱图，(c)为本专利技术实施例2中CPOS-13-2的热重分析谱图，(d)为本专利技术实施例2中CPOS-13-3的热重分析谱图；图10为本专利技术实施例2合成CPOS-13吸水后晶体的热重分析的失重汇总瀑布图(Cycle0代表首次吸水，Cycle1代表第一次循环，Cycle2代表第二次循环，Cycle3代表第三次循环)。具体实施方式为了进一步了解本专利技术，下面结合具体实施方式对本专利技术的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点而不是对本专利技术专利要求的限制。本专利技术的结晶多孔有机盐的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将化合物A溶于溶剂中，过滤，得到溶液A；步骤二、将化合物B溶于溶剂中，过滤，得到溶液B；步骤三、将溶液B滴加到溶液A中，室温下静置12h以上，过滤，洗涤，依次置于甲醇、四氢呋喃和乙醚中浸泡，真空干燥，得到结晶多孔有机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.结晶多孔有机盐的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、将4,4’-联苯二磺酸溶于溶剂中，过滤，得到溶液A；/n步骤二、将化合物B溶于溶剂中，过滤，得到溶液B；/n所述化合物B为四氨基四苯甲烷或1,3,5-三氨环己烷；/n步骤三、将溶液B滴加到溶液A中，室温下静置12h以上，过滤，洗涤，依次置于甲醇、四氢呋喃和乙醚中浸泡，真空干燥，得到结晶多孔有机盐；/n所述化合物A与化合物B的摩尔比为(2-1):1。/n

【技术特征摘要】
1.结晶多孔有机盐的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将4,4’-联苯二磺酸溶于溶剂中，过滤，得到溶液A；
步骤二、将化合物B溶于溶剂中，过滤，得到溶液B；
所述化合物B为四氨基四苯甲烷或1,3,5-三氨环己烷；
步骤三、将溶液B滴加到溶液A中，室温下静置12h以上，过滤，洗涤，依次置于甲醇、四氢呋喃和乙醚中浸泡，真空干燥，得到结晶多孔有机盐；
所述化合物A与化合物B的摩尔比为(2-1):1。


2.根据权利要求1所述的结晶多孔有机盐的制备方法，其特征在于，所述步骤一和步骤二中，溶剂分别为有机溶剂、氢氧化钠、水中的一种或多种，有机溶剂为甲醇、四氢呋喃中的一种或多种；所述步骤一中，溶液A中4,4’-联苯二磺酸的浓度为0.06mmol-0.12mol；所述步骤二中，溶液B中化合物B的浓度为0.03mmol-0.06mmol。


3.根据权利要求2所述的结晶多孔有机盐的制备方法，其特征在于，
所述步骤一中，溶剂为四氢呋喃和水按照体积比1:0.3的混合物；
所述步骤二中，化合物B为四氨基四苯甲烷，溶剂为水和四氢呋喃按照体积比1:2的混合物，化合物B为1,...

【专利技术属性】
技术研发人员：贲腾，齐洪岩，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22