【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机功能材料及重金属吸附，特别是涉及一种富s的噻吩基共价有机聚合物材料的制备方法，及其对水溶液中重金属汞离子的吸附中的应用。
技术介绍
1、汞是最常见、最危险的重金属元素之一，因其高毒性、蓄积性以及持久性，对人类健康和生态系统造成重大的伤害。汞在化学、医药、交通和冶金等领域均具有广泛应用，特别是电镀、电池等行业排放的废水中不可避免含有大量二价汞离子。汞以多种形态存在，通过氧化还原、甲基化等多种作用进行形态间的相互转化。汞离子作为水性介质中最常见的形态，能在复杂水性环境中转化为剧毒性甲基汞，会对人体造成不可逆的损伤，导致遗患终身、甚至威胁生命。因此去除环境中的汞具有十分重要的现实意义，而我们也迫切需要找到具有快速动力学和高吸附能力的优异材料，用于有效从废水中修复和捕获汞离子。
2、现如今，已有相当多的方法用于废水中汞的治理，包括吸附法、溶液萃取法、离子交换法、化学沉淀法、微生物处理法、膜分离法等等。在众多去除汞的方法当中，吸附法因为操作简单、成本低、易于再生等优势受到广泛关注，长期以来一直被认为是去除重金属的最有效方法之一。目前为止，已有多种吸附剂被制备出来用于汞的去除，包括多孔活性炭、沸石、粘土、纳米复合材料、金属有机框架、共价有机聚合物等等。传统吸附剂在汞离子识别和结合的活性官能团方面受到限制，导致吸附能力低和吸附动力学慢。例如沸石和多孔活性炭，两者都是最常用的汞吸附剂。然而这种传统的吸附剂的吸附效果仍然远远不理想，尤其是它们在水溶液中的汞捕获性能。
3、相比来说，由c、h、o、n等轻质元
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种富s的噻吩基共价有机聚合物材料的制备方法及应用，以解决上述现有技术中存在的问题。本专利技术通过简单的溶剂热法，利用胺醛缩合反应合成了一种由亚胺键连接的新型富s的噻吩基共价有机聚合物材料，能够有效用于水溶液中重金属汞离子的吸附与去除。本专利技术的富s的噻吩基共价有机聚合物材料可在ph为3-7的范围内去除汞离子，最大吸附容量达170.6mg·g-1。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术的技术方案之一：一种富s的噻吩基共价有机聚合物材料，结构式如下：
4、
5、本专利技术的技术方案之二：上述富s的噻吩基共价有机聚合物材料的制备方法，包括以下步骤：将苯并[1,2-b:3,4-b':5,6-b"]三噻吩-2,5,8-三甲醛(简称为btt)和吡嗪-2,5-二酰肼(简称为pqh)与溶剂混合，然后加入乙酸，得到混合溶液；对所述混合溶液进行冻融循环脱氧处理，然后密封，加热反应，得到所述富s的噻吩基共价有机聚合物材料(简称为btt-pqh)。
6、进一步地，所述溶剂为1,3,5-三甲苯(mesitylene)和1,4-二氧六环(1,4-dioxane)。
7、进一步地，所述乙酸(hac)的浓度为6m。
8、进一步地，所述苯并[1,2-b:3,4-b':5,6-b"]三噻吩-2,5,8-三甲醛、吡嗪-2,5-二酰肼、1,3,5-三甲苯、1,4-二氧六环和乙酸的用量比为0.2mmol:0.3mmol:4ml:4ml:0.8ml。
9、进一步地，所述加热反应的温度为120℃，时间为3天(72h)。
10、进一步地，所述将苯并[1,2-b:3,4-b':5,6-b"]三噻吩-2,5,8-三甲醛和吡嗪-2,5-二酰肼与溶剂混合后，还包括超声处理20min的操作，超声处理20min后再加入乙酸；所述加入乙酸后继续超声处理10min。
11、进一步地，所述对混合溶液进行冻融循环脱氧处理具体为：在液氮中快速冷冻，进行三个冻融循环。
12、上述富s的噻吩基共价有机聚合物材料的合成路线如下：
13、
14、本专利技术的技术方案之三：上述富s的噻吩基共价有机聚合物材料在对水溶液中重金属汞离子的吸附中的应用。
15、进一步地，所述吸附的条件包括：水溶液的ph值为3-7。
16、进一步地，所述吸附的条件还包括：温度为常温；水溶液中汞离子浓度为50mg·l-1；所述富s的噻吩基共价有机聚合物材料在所述水溶液中的添加浓度为0.2mg·l-1。
17、本专利技术通过简单的溶剂热法，利用单体苯并[1,2-b:3,4-b':5,6-b"]三噻吩-2,5,8-三甲醛和单体吡嗪-2,5-二酰肼胺醛缩合成功制备出一种富s的噻吩基共价有机聚合物，能够作为汞离子的有效吸附剂。该富s的噻吩基共价有机聚合物中丰富的s/n含量能够确保对汞有足够的亲和力，从而实现对汞的高效吸附，本专利技术为汞吸附剂的设计与制备提供了一种可行的方法。
18、本专利技术公开了以下技术效果：
19、(1)本专利技术合成的富s的噻吩基共价有机聚合物材料btt-pqh对于水溶液中汞离子的吸附去除具有良好的效果，能在ph为3-7的广泛范围内实现对汞的有效去除，最大吸附容量达170.6mg·g-1。
20、(2)本专利技术的合成方法所需要的设备简单，所用化学试剂易获取，合成条件温和，产物结构稳定不易水解(btt-pqh于水溶液中浸泡48h后的红外图谱基本无变化)，工业应用价值高，实际应用有效，易于推广应用。
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1.一种富S的噻吩基共价有机聚合物材料，其特征在于，结构式如下：
2.如权利要求1所述的富S的噻吩基共价有机聚合物材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将苯并[1,2-b:3,4-b':5,6-b"]三噻吩-2,5,8-三甲醛和吡嗪-2,5-二酰肼与溶剂混合，然后加入乙酸，得到混合溶液；对所述混合溶液进行冻融循环脱氧处理，然后密封，加热反应，得到所述富S的噻吩基共价有机聚合物材料。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为1,3,5-三甲苯和1,4-二氧六环。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述乙酸的浓度为6M。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述苯并[1,2-b:3,4-b':5,6-b"]三噻吩-2,5,8-三甲醛、吡嗪-2,5-二酰肼、1,3,5-三甲苯、1,4-二氧六环和乙酸的用量比为0.2mmol:0.3mmol:4mL:4mL:0.8mL。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述加热反应的温度为120℃，时间为3天。
7.如权利要求1所述的富
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述吸附的条件包括：水溶液的pH值为3-7。
...【技术特征摘要】
1.一种富s的噻吩基共价有机聚合物材料，其特征在于，结构式如下：
2.如权利要求1所述的富s的噻吩基共价有机聚合物材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将苯并[1,2-b:3,4-b':5,6-b"]三噻吩-2,5,8-三甲醛和吡嗪-2,5-二酰肼与溶剂混合，然后加入乙酸，得到混合溶液；对所述混合溶液进行冻融循环脱氧处理，然后密封，加热反应，得到所述富s的噻吩基共价有机聚合物材料。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为1,3,5-三甲苯和1,4-二氧六环。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述乙酸的浓度为...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈嘉琪，朱志红，秦元成，柳涵晓，廖舒婷，刘菲，宋仁杰，刘超，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：
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