一种共价有机框架材料修饰的生物基凝胶产品及其制备方法和应用。本发明专利技术属于海水提铀复合材料及其制备领域。本发明专利技术以含氧三嗪类COFs材料修饰的生物基凝胶材料作为海水提铀的目标材料，该复合材料具有亲水性好，生物基材料与共价有机框架材料通过共价键、氢键结合，结构稳固，展现出对铀酰离子具有多特异性结合位点的优势，并且其展现出耐酸、耐碱性能良好，环境友好无污染的特点，可以实现在天然海水等复杂环境中铀酰离子的高效选择性富集。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海水提铀复合材料及其制备领域，具体涉及一种共价有机框架材料修饰的生物基凝胶产品及其制备方法和应用。
技术介绍
1、铀资源是国家核工业发展的重要战略资源，安全可持续资源供应是核电健康发展的关键。近年来，核能在我国能源供应中占有越来越重要的地位，并且将成为我国能源战略的重要组成部分。目前，铀的提取主要来源于铀矿石，随着陆地矿资源的日益匮乏，矿石价格上涨，生产规模无法扩大，导致产品成本高昂。此外，从矿石资源中提取金属对环境产生水污染和水枯竭、土壤破坏以及空气污染等环境影响，开发利用海洋化学资源对国家新能源产业的可持续发展将具有重要意义。
2、近年来，新能源产业飞速发展，对能源战略元素的需求急剧增长。与矿石资源相比，海水中铀以离子形式赋存，无需火法冶金和湿法冶金的浸取过程，其富集分离工艺能耗低、环境友好，具有较大的资源优势和环境优势。开发铀的海水提取技术成为具有潜力、切实可行的获取大量资源的重要途径。
3、海洋中的生物基材料经过常年累月的进化展现出了亲海水以及铀酰离子吸附的性能，表现出无污染、环境友好的性能，是一种理想的载体材料。共价有机框架(cofs)具有大比表面积，高结晶度，以及孔隙率规则和功能基团可调等优点，是海水中捕获铀的理想材料之一。目前基于cofs材料的铀吸附剂已经有了大量的报道，但是现有cofs材料大都是粉末状态，在实际应用中极不方便，回收利用率也较低，并且对铀的吸附效果不高。因此，为了使得共价有机框架材料更好的在实际过程中使用，亟需发展制备共价有机框架基的复合材料。
技术实现思路
1、为克服上述技术缺陷，本专利技术提供一种共价有机框架材料修饰的生物基凝胶产品及其制备方法和应用。
2、本专利技术的目的之一在于提供一种共价有机框架材料修饰的生物基凝胶产品的制备方法，所述制备方法按以下步骤进行：
3、s1：将三嗪基cofs水分散液和生物基材料混合均匀，然后加入戊二醛搅拌一定时间，再滴加聚乙烯亚胺溶液继续搅拌，接着加热培养，得到凝胶溶液；
4、s2：将凝胶溶液滴加至cacl2溶液中，再真空烘干，得到水凝胶微球。
5、优选地，s1中三嗪基cofs包括如下结构单元：
6、
7、优选地，s1中三嗪基cofs的制备方法按以下步骤进行：
8、步骤1：将2,4,6-三(4-胺基苯氧基)-1,3,5-三嗪、2,5-二羟基-1,4-苯二羧醛、溶剂和催化剂混合后超声处理，得到混合溶液；
9、步骤2：将混合溶液脱气后密封，加热反应，反应结束后依次经洗涤、索氏提取、干燥，得到三嗪基共价有机框架材料。
10、更优选地，步骤1中2,4,6-三(4-胺基苯氧基)-1,3,5-三嗪和2,5-二羟基-1,4-苯二羧醛的摩尔比为1：(1-2.5)。
11、更优选地，步骤1中溶剂为邻二氯苯或均三甲苯中的一种与1-丁醇或1，4-二氧六环中的一种的组合。
12、更优选地，步骤1中催化剂为乙酸水溶液，乙酸浓度为5-7mol/l。
13、更优选地，步骤1中溶剂与催化剂的体积比为(8-15)：1。
14、更优选地，步骤1中2,4,6-三(4-胺基苯氧基)-1,3,5-三嗪和2,5-二羟基-1,4-苯二羧醛的总质量与溶剂的比(30-50)mg：(1-3)ml。
15、更优选地，步骤2中加热反应的温度为110-130℃，时间为3-5天。
16、优选地，s1中三嗪基cofs水分散液浓度为1-2wt％。
17、优选地，s1中生物基材料为海藻酸钠或壳聚糖溶液。
18、更优选地，壳聚糖溶液具体是壳聚糖的乙酸溶液。
19、优选地，s1中三嗪基cofs水分散中三嗪基cofs与生物基材料的质量比为1：(0.8-1.2)。
20、优选地，s1中戊二醛加入量为三嗪基cofs水分散液和生物基材料总质量的4-6％。
21、优选地，s1中聚乙烯亚胺溶液浓度为1.5-2.5wt％。
22、优选地，s1中聚乙烯亚胺溶液中聚乙烯亚胺与三嗪基cofs水分散中三嗪基cofs的质量比为(1-1.5)：1。
23、优选地，s1中搅拌20-40min。
24、优选地，s1中继续搅拌2-4h。
25、优选地，s1中加热至60-80℃培养0.5-1.5h。
26、本专利技术的目的之二在于提供一种共价有机框架材料修饰的生物基凝胶产品的制备方法，所述制备方法按以下步骤进行：
27、s1：将三嗪基cofs水分散液和生物基材料混合均匀，然后加入戊二醛溶液搅拌一定时间，再滴加聚乙烯亚胺溶液继续搅拌，接着加热培养，得到凝胶溶液；
28、s2：将凝胶溶液冷冻干燥，得到气凝胶。
29、优选地，s1中三嗪基cofs包括如下结构单元：
30、
31、优选地，s1中三嗪基cofs的制备方法按以下步骤进行：
32、步骤1：将2,4,6-三(4-胺基苯氧基)-1,3,5-三嗪、2,5-二羟基-1,4-苯二羧醛、溶剂和催化剂混合后超声处理，得到混合溶液；
33、步骤2：将混合溶液脱气后密封，加热反应，反应结束后依次经洗涤、索氏提取、干燥，得到三嗪基共价有机框架材料。
34、更优选地，步骤1中2,4,6-三(4-胺基苯氧基)-1,3,5-三嗪和2,5-二羟基-1,4-苯二羧醛的摩尔比为1：(1-2.5)。
35、更优选地，步骤1中溶剂为邻二氯苯或均三甲苯中的一种与1-丁醇或1，4-二氧六环中的一种的组合。
36、更优选地，步骤1中催化剂为乙酸水溶液，乙酸浓度为5-7mol/l。
37、更优选地，步骤1中溶剂与催化剂的体积比为(8-15)：1。
38、更优选地，步骤1中2,4,6-三(4-胺基苯氧基)-1,3,5-三嗪和2,5-二羟基-1,4-苯二羧醛的总质量与溶剂的比(30-50)mg：(1-3)ml。
39、更优选地，步骤2中加热反应的温度为110-130℃，时间为3-5天。
40、优选地，s1中三嗪基cofs水分散液浓度为1-2wt％。
41、优选地，s1中生物基材料为海藻酸钠或壳聚糖溶液。
42、更优选地，壳聚糖溶液具体是壳聚糖的乙酸溶液。
43、优选地，s1中三嗪基cofs水分散中三嗪基cofs与生物基材料的质量比为1：(0.8-1.2)。
44、优选地，s1中戊二醛加入量为三嗪基cofs水分散液和生物基材料总质量的4-6％。
45、优选地，s1中聚乙烯亚胺溶液浓度为1.5-2.5wt％。
46、优选地，s1中聚乙烯亚胺溶液中聚乙烯亚胺与三嗪基cofs水分散中三嗪基cofs的质量比为(1-1.5)：1。
47、优选地，s1中搅拌20-40min。
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【技术保护点】
1.一种共价有机框架材料修饰的生物基凝胶产品的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
2.一种共价有机框架材料修饰的生物基凝胶产品的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，S1中三嗪基COFs包括如下结构单元：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，三嗪基COFs的制备方法按以下步骤进行：
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，S1中三嗪基COFs水分散液浓度为1-2wt％，生物基材料为海藻酸钠或壳聚糖溶液，三嗪基COFs水分散中三嗪基COFs与生物基材料的质量比为1：(0.8-1.2)，S1中戊二醛加入量为三嗪基COFs水分散液和生物基材料总质量的4-6％，S1中聚乙烯亚胺溶液浓度为1.5-2.5wt％，聚乙烯亚胺溶液中聚乙烯亚胺与三嗪基COFs水分散中三嗪基COFs的质量比为(1-1.5)：1。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，S1中加热至60-80℃培养0.5-1.5h。
7.权利要求1所述的方法制得的水凝胶微球，其特征在于，所述微球为多孔结构。
8.权利要求2所述的方法制得的气凝胶，其特征在于，所述气凝胶为层状结构。
9.权利要求1所述的方法制得的水凝胶微球在海水提铀中的应用。
10.权利要求2所述的方法制得的气凝胶在海水提铀中的应用。
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【技术特征摘要】
1.一种共价有机框架材料修饰的生物基凝胶产品的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
2.一种共价有机框架材料修饰的生物基凝胶产品的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，s1中三嗪基cofs包括如下结构单元：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，三嗪基cofs的制备方法按以下步骤进行：
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，s1中三嗪基cofs水分散液浓度为1-2wt％，生物基材料为海藻酸钠或壳聚糖溶液，三嗪基cofs水分散中三嗪基cofs与生物基材料的质量比为1：(0.8-1.2)，s1中戊二醛加入量为...
【专利技术属性】
技术研发人员：法芸，赵吉合，辛洋洋，吴孟钦，刘艳丽，张万圣，席炎，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：
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