本发明专利技术为一种吸附分离有机分子的三维有序大孔材料，该材料由以下方法制得：：向反应器中加入按照专利公开号为CN101670274A中所述得到的氯甲基化的三维有序大孔材料，质量比为氯甲基化的3DOM∶催化剂＝1∶4～40，40～100℃下抽真空2～10小时，在惰性气体保护下将接枝单体、催化剂、五甲基二乙基三胺(PMDETA)和溶剂按摩尔比10～100∶1∶1∶1充分混合溶解，反应5～48小时；产品用DMF抽提，再用无水乙醇抽提，60℃下真空干燥，即得到产品。本发明专利技术所得三维有序大孔材料为聚合物材质，本发明专利技术制备的200nm接枝丙烯酸-β-羟乙酯树脂对水杨酸的吸附量高达97.76mg/g。
【技术实现步骤摘要】
一种吸附分离有机分子的三维有序大孔材料
本专利技术的技术方案涉及高分子材料，具体涉及用于吸附水溶液中有机分子的一种三维有序大孔吸附分离材料。
技术介绍
三维有序大孑L材料(3D0M 材料，Three-dimensionalIy Ordered Macroporous Materials)，由于其孔的分布均一有序、孔径大、比表面积大、孔隙率高，且具有特殊的光子晶体性质和尺寸依赖性效应，因而在传感器(Scott R. W. J.，Yang S. Μ.，G. Chabanis, et al. Tin Dioxide Opals and Inverted Opals :Near_Ideal Microstructures for Gas Sensors. Adv. Mater. ,2001,13(19) :1468 1472 ;Qian W. P. , Z. Z. Gu, Fujishima A.，et al. , Three-Dimensionally Ordered Macroporous Polymer Materials :An Approach for Biosensor Applications. Langmuir, 2002,18(11) :4526 4529)、光子芯片(Ozin G. Α., Yang S. Μ. , The Race for the Photonic Chip :Colloidal Crystal Assembly in Silicon Wafer. Adv. Funct. Mater. ,2001,11(2) :95 104)、光子带隙(Photonic band gap, PBG) (Lopez C. Materials Aspects of Photonic Crystals. Adv. Mater 2003 ；15 (20) :1679 1704)、吸附分离(Schroden R C, Al-Daous M, Sokolov S, et al. Hybrid macropous materials for heavy metal ion adsorption. J Mater Chem. ,2002,12 :3261 3267 ；李红玉，邓景衡，廖菊芳，等.巯基功能化3D0M TiO2-SiO2吸附剂制备及吸附性能研究.中山大学学报，2008，47 O) :69 73;邬泉周，何建峰，李玉光.三维有序大孔氨基功能化材料的制备及其对Cr (VI)的吸附性能.应用化学，2009，沈(3) :367 369)等领域具有广泛应用前景，从而引起了国内外学者们的极大兴趣，成为当前材料学研究的热点之一。尽管3D0M 材料的比表面积相对于介孔、微孔材料要小，然而已经证实，这些大孔以及孔与孔之间相互连通而排列有序的开孔结构，有利于有利于物质从各个方向进入孔内，降低物质扩散阻力， 为物质的扩散提供最佳流速及更高的效率。例如，khroden等(Schroden R C, Al-Daous M, Sokolov S, et al. Hybrid macropous materials for heavy metal ion adsorption. J Mater Chem.，2002，12 :3261 3267)，在3D0M 二氧化钛和二氧化锆的孔壁引入了巯基基团，合成了孔径分别为300nm和480nm的巯基-金属氧化物大孔材料。该3D0M材料虽然较介孔材料具有较小的比表面积，但其孔径较大，大孔排列有序，且孔与孔之间有窗口相互连通，从而使溶液更容易的渗入其中，故其可有效的应用于溶液中重金属离子的吸附，且吸附量较高，是一种很有应用前景的废水清洁吸附剂。实验表明该3D0M材料对Hg2+离子的吸附能力为0. 33 1. 41mmol/g，对Pb2+离子的吸附能力为0. 27 1. 24mmol/g。经HCl处理，可再生，再生后的负载量可达到原吸附能力的2/3。李红玉等(李红玉，邓景衡，廖菊芳， 等.巯基功能化3D0M TiO2-SiO2吸附剂制备及吸附性能研究.中山大学学报，2008，47 O) 69 7 采用胶晶板法，以聚苯乙烯胶晶为膜板，钛酸丁酯和3-巯基-丙基2三甲氧基硅烷为前驱物一步共聚缩合，制备了孔径为410nm的巯基功能化的3D0M TiO2-SiO2有机-无机杂化材料。SEM、EDS和FIlR测试表明，适当控制前驱物比例，可以制得高度有序的巯基功能化三维大孔材料。对重金属汞离子的吸附容量、吸附动力学等测试表明，这种新型材料对汞离子吸附容量高，达到吸附平衡较快，吸附行为符合Freimdlich方程。然而，迄今为止， 将三维有序大孔材料应用在吸附分离仅仅限于利用有序大孔无机材料。相对于有序大孔无机材料，聚合物材料具有许多优点。例如，聚合物大孔材料具有一定的韧性且不易吸水，并且采用模板法制备有序大孔材料相对无机、金属材料容易的多。 尤其是聚合物材料更容易进行功能化，且可根据具体应用而改变其功能基团，甚至改变其功能基团的数量，结合3D0M结构特点，可拓展其应用领域。CN101670274A “新型三维有序大孔螯合树脂制备方法”利用表面原子转移自由基活性聚合的方法制备3D0M新型螯合树脂，使得接入的不仅仅是几个“链节”而是带有功能基团的链段，从而大大提高了功能基团的导入量，获得更加优异的吸附性能，克服了传统微球型螯合树脂内部无法接入长链以及由于微球表面链段的极性而使树脂使用过程中易产生粘连，使用效率降低的缺点。但此专利所制备的吸附分离材料的亲水性较差，仅通过螯合作用应用于对重金属离子的吸附分离，且制备所需步骤较多。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对当前三维有序大孔螯合树脂存在的亲水性不足，制备得到一种亲水的新型三维有序大孔吸附分离材料，通过氢键作用、静电作用或疏水作用对水溶液中有机分子的吸附分离。本专利技术解决该技术问题的方案是—种吸附分离有机分子的三维有序大孔材料，该树脂由以下方法制得该方法包括以下步骤(1) 二氧化硅胶体晶模板的制备；(2)三维有序大孔材料(3D0M)的制备；(3) 3D0M的氯甲基化，孔径范围在80-1200nm之间；以上由二氧化硅胶体晶模板的制备至3D0M的氯甲基化三个步骤均采用专利公开号为CN101670274A(新型三维有序大孔螯合树脂的制备方法、申请号 200910070743. 5、申请日:2009. 10. 9)中所述的方法；(4) 3D0M可控接枝亲水性链段向反应器中加入上面得到的氯甲基化的三维有序大孔材料(3D0M)，质量比为氯甲基化的3D0M 催化剂=1 4 40，40 100°C下抽真空2 10小时，在惰性气体保护下将接枝单体、催化剂、五甲基二乙基三胺(PMDETA)和溶剂按摩尔比接枝单体催化剂 ’五甲基二乙基三胺溶剂=10 100 :1:1: 1充分混合溶解，将溶液全部注入到反应器中浸没氯甲基化的3D0M，50 100°C下反应5 48小时；产品用N，N-二甲基甲酰胺(DMF) 抽提M小时，再用无水乙醇抽提12小时，60°C下真空干燥，即得到一种吸附分离有机分子的三维有序大孔材料；其中步骤(4)中所述接枝单体是可进行AT本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王小梅，王彦宁，张旭，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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