【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于重金属检测和去除，特别涉及一种可同时检测、去除六价铬离子的共价有机框架材料及其制备方法。
技术介绍
1、六价铬离子cr(vi)是一种有毒的重金属，cr(vi)在水中溶解度高，并且具有高致癌性和急性毒性，对水中大多数生物造成不利影响。cr(vi)在印刷、电镀、化肥及颜料工业中应用广泛，工业废水中残留和泄漏到地表水和地下水中的cr(vi)对人类健康和生态系统平衡构成了巨大威胁。而三价铬cr(iii)的毒性比cr(vi)低500-1000倍，而且cr(iii)还是人体内不可缺少的营养物质。所以开发一种既能检测六价铬离子又能高效去除或还原cr(vi)为cr(iii)的材料是非常重要的。
2、目前，对cr(vi)的检测方法主要有原子吸收光谱法、电感耦合等离子质谱法等，这些方法的优点具有良好的灵敏度和准确性，但它们存在仪器贵重、操作复杂等缺点。所以亟需开发简单、方便、快速和成本较低的检测方法。而荧光检测法具有简便、快速、选择性好且成本低等优点。cr(vi)离子的去除方法包括化学还原、物理吸附、电还原、膜过滤、光催化法等，其中光催化还原法具有成本低、不产生二次污染物等优点。
3、因此，亟需开发一种既具有荧光特性，同时满足检测和还原去除cr(vi)离子的新材料。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种可同时检测、去除六价铬离子的共价有机框架材料及其制备方法。本专利技术提供的共价有机框架材料是己氧基功能化三嗪共价有机框架材料，可用于同时检测和还原去除cr(vi
2、本专利技术利用1,3,5-三-(4-醛基苯基)三嗪(tfpt)与2,5-双(己氧基)对苯二甲酰肼(dhzdh)为构建单元，通过溶剂热法合成己氧基功能化的三嗪共价有机框架材料(记为tfpt-dhzdh)。该共价有机框架材料作为高灵敏度检测cr(vi)离子的快速响应荧光传感器，线性响应范围2～100nm，检测限为0.65nm。同时，该共价有机框架材料还可作为一种高效的cr(vi)光还原剂，在酸性的条件下，对cr(vi)仍有很高的去除效率。该共价有机框架材料光还原cr(vi)的效率超过96％，甚至达到97.4％以上，且不需要任何助催化剂或者调节ph。本专利技术所述共价有机框架材料拓宽了共价有机框架(cofs)在荧光传感、金属离子去除和环境分析方面的应用。
3、为达到上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
4、本专利技术的第一方面提供一种可同时检测、去除六价铬离子的共价有机框架材料。
5、具体的，一种可同时检测、去除六价铬离子的共价有机框架材料，其结构式如下所示：
6、
7、本专利技术的第二方面提供一种可同时检测、去除六价铬离子的共价有机框架材料的制备方法。
8、具体的，一种可同时检测、去除六价铬离子的共价有机框架材料的制备方法，包括以下步骤：
9、将1,3,5-三-(4-醛基苯基)三嗪(tfpt)和2,5-双(己氧基)对苯二甲酰肼(dhzdh)、溶剂和催化剂混合，在真空状态下，加热反应，制得所述共价有机框架材料。
10、优选的，所述1,3,5-三-(4-醛基苯基)三嗪与2,5-双(己氧基)对苯二甲酰肼的摩尔比为1：(0.5～4)，进一步优选为1：(1～3)。
11、优选的，所述溶剂为有机溶剂，例如均三甲苯、二恶烷、甲苯。
12、优选的，所述加热反应的温度为100-180℃，加热反应的时间为24-72h。
13、优选的，所述催化剂为醋酸溶液。
14、优选的，所述醋酸溶液的浓度为1-12mol/l，进一步优选为6-12mol/l。
15、优选的，所述制备方法，包括以下步骤：
16、将1,3,5-三-(4-醛基苯基)三嗪(tfpt)和2,5-双(己氧基)对苯二甲酰肼(dhzdh)放入pyrex管中，通过加入溶剂和醋酸溶液，在真空状态下冷冻/抽泵/解冻的三个循环对管口进行密封和抽真空，进行加热反应，制得所述共价有机框架材料(记为tfpt-dhzdh)。
17、进一步优选的，所述制备方法，包括以下步骤：
18、1,3,5-三-(4-醛基苯基)三嗪和2,5-双(己氧基)对苯二甲酰肼按照摩尔比为1：(1～3)的比例与溶剂混合，以0.1mmol 1,3,5-三-(4醛基苯基)三嗪为基准，加入溶剂为均三甲苯和二恶烷，均三甲苯和二恶烷的体积比为1：(1～4)，超声10～20min，然后加入醋酸溶液，醋酸溶液浓度为6～12mol/l，若使用10ml管子所加入的均三甲苯和二恶烷体积分别可取1～3ml，醋酸溶液加入体积范围为0.3～1ml，在77k液氮浴条件下，冷冻-抽泵-解冻循环三次进行脱气，然后将pyrex管火焰密封，所得混合物加热至110-120℃反应60-72h，得到所述共价有机框架材料。
19、优选的，反应完成后的处理方法为：过滤反应结束后的混合物，将得到的黄色固体分别用乙醇和四氢呋喃洗涤2～5次，过滤后在四氢呋喃中浸泡3～8h，取出并在60～100℃下真空干燥3～8h，得到所述共价有机框架材料，呈黄色粉末状。
20、本专利技术的第三方面提供一种可同时检测、去除六价铬离子的共价有机框架材料的应用。
21、上述共价有机框架材料在处理含六价铬离子的废水中的应用。
22、本专利技术取得的有益效果：
23、(1)本专利技术提供的共价有机框架材料具有良好的结晶度、大的比表面积、优异的荧光性能和均匀分布的螯合位点。其孔内均匀分布的己氧基官能团使其成为高灵敏的六价铬荧光检测器，线性响应范围为2～100nm，检测限为0.65nm。同时共价有机框架材料具有均匀致密的孔隙结构、框架上的己氧基活性基团，室温下对六价铬的还原降解率超过96％，甚至可达97.4％，因此，本专利技术所述共价有机框架材料也是一种高效的六价铬还原光催化材料。
24、(2)本专利技术探索了共价有机框架材料同时作为灵敏的cr(vi)荧光传感器和高效的光催化还原材料的巨大潜力，拓宽了cofs在荧光传感、金属离子去除和环境分析方面的应用。
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1.一种可同时检测、去除六价铬离子的共价有机框架材料，其特征在于，其结构式如下所示：
2.权利要求1所述的可同时检测、去除六价铬离子的共价有机框架材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述1,3,5-三-(4-醛基苯基)三嗪与2,5-双(己氧基)对苯二甲酰肼的摩尔比为1：(0.5～4)。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为有机溶剂。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述加热反应的温度为100-180℃，加热反应的时间为24-72h。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为醋酸溶液。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述醋酸溶液的浓度为1-12mol/L。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法，包括以下步骤：
9.根据权利要求2或6所述的制备方法，其特征在于，反应完成后的处理方法为：过滤反应结束后的混合物，将得到的黄色固体分别用乙醇和四氢呋喃洗涤
10.权利要求1所述的可同时检测、去除六价铬离子的共价有机框架材料在处理含六价铬离子的废水中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种可同时检测、去除六价铬离子的共价有机框架材料，其特征在于，其结构式如下所示：
2.权利要求1所述的可同时检测、去除六价铬离子的共价有机框架材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述1,3,5-三-(4-醛基苯基)三嗪与2,5-双(己氧基)对苯二甲酰肼的摩尔比为1：(0.5～4)。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为有机溶剂。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述加热反应的温度为100-180℃，加热反应的时间为24-72h。
6.根据权利要求2所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕贵芬，黄慧慧，魏新瑞，何俊，王鑫，孙晓平，陈启杭，甘逢露，贾必洋，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：
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