本申請涉及吸附劑的領(lǐng)域，尤其涉及一種基于柱芳烴的共晶碘吸附劑的制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、放射性碘是核裂變廢水中的主要污染物，具有極高的活性和生物危害性，亟待開發(fā)出高效去除碘的功能材料。通過非共價相互作用構(gòu)筑超分子組裝體，已成為功能材料開發(fā)的基石。在這些相互作用中，電荷轉(zhuǎn)移(ct)相互作用尤其值得關(guān)注，通過ct作用能夠形成具有獨特電子特性的高度有序結(jié)構(gòu)(共晶)。同時，ct作用在增強吸附劑的碘吸附性能方面十分關(guān)鍵，因此ct性能的調(diào)控對于碘吸附性能的提升十分重要?，F(xiàn)有的通過ct作用吸附材料包括金屬-有機框架(mof)材料、多孔硅、共價有機骨架等，然而這些材料仍然存在著制備條件苛刻復(fù)雜、穩(wěn)定性差、碘吸附性能難以調(diào)控等問題。例如，mof材料由于其高度有序的孔道結(jié)構(gòu)和功能化的表面，能夠有效吸附碘分子，但是部分mof材料在潮濕環(huán)境下容易失去其孔道結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致吸附性能下降，而且mof材料的合成成本較高，規(guī)模化應(yīng)用受到限制。多孔硅材料，多孔硅具有較大的比表面積和豐富的孔結(jié)構(gòu)，可以通過電荷轉(zhuǎn)移吸附碘，然而多孔硅材料容易受到外界環(huán)境的影響，尤其是潮濕條件下，會降低吸附性能，此外，制備高質(zhì)量的多孔硅材料需要復(fù)雜的加工工藝，增加了成本。因此，現(xiàn)有的吸附材料均不能滿足高效碘吸附的應(yīng)用需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的主要目的在于提供一種基于柱芳烴的共晶碘吸附劑的制備方法和應(yīng)用，旨在解決現(xiàn)有的碘吸附材料吸附性能較差的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┮环N基于柱芳烴的共晶碘吸附劑的制備方法，包括：將柱芳烴與含吸電子基團的化合物共溶于第一溶劑中，得到第一混合溶液；在預(yù)設(shè)溫度下對第一混合溶液進行靜置，直至析出塊狀晶體，得到電荷轉(zhuǎn)移共晶體。

3、可選地，含吸電子基團的化合物包括苯衍生物、吡啶類化合物或咪唑類化合物；柱芳烴與含吸電子基團的化合物的摩爾比為0.5-5。

4、可選地，柱芳烴為柱六芳烴，柱六芳烴的濃度為1-20mm，含吸電子基團的化合物為四氟對苯二腈。

5、可選地，在得到電荷轉(zhuǎn)移共晶體后，還包括以下步驟：將電荷轉(zhuǎn)移共晶體置于第一溶劑中，得到第二混合溶液；將調(diào)控劑和第一溶劑混合得到第三混合溶液；將第三混合溶液加入第二混合溶液中，在預(yù)設(shè)溫度下對第一混合溶液進行靜置。

6、可選地，調(diào)控劑為柱五芳烴，或者柱五芳烴和含吸電子基團的化合物的混合物；當(dāng)調(diào)控劑為柱五芳烴和含吸電子基團的化合物的混合物時，柱五芳烴和電荷轉(zhuǎn)移共晶體的摩爾比為0.2-1，含吸電子基團的化合物和電荷轉(zhuǎn)移共晶體的摩爾比為1-2；當(dāng)調(diào)控劑為柱五芳烴時，調(diào)控劑和電荷轉(zhuǎn)移共晶體的摩爾比為1-2。

7、可選地，得到第一混合溶液后，還包括以下步驟：向第一混合溶液中加入第二溶劑。

8、可選地，第一溶劑為二氯甲烷，第二溶劑為正己烷。

9、此外，本發(fā)明還提供一種基于柱芳烴的共晶碘吸附劑，包括電荷轉(zhuǎn)移共晶體，電荷轉(zhuǎn)移共晶體為etp6-tftna或etp6-tftnb，電荷轉(zhuǎn)移共晶體通過上述的基于柱芳烴的共晶碘吸附劑的制備方法得到。

10、etp6-tftna、etp6-tftnb均屬于三斜晶系，空間群均為p-1；

11、etp6-tftna的晶胞參數(shù)為：α＝108.963(4)°,β＝108.419(4)°,γ＝105.431(4)°,

12、etp6-tftnb的晶胞參數(shù)為：α＝68.459(4)°,β＝89.110(5)°,γ＝66.900(4)°,

13、此外，本發(fā)明還提供一種基于柱芳烴的吸附劑在碘吸附過程中的應(yīng)用。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的有益效果如下：

15、本發(fā)明一種基于柱芳烴的共晶碘吸附劑，利用富電子的超分子大環(huán)柱芳烴易于發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移(ct)以及具有本征空腔的優(yōu)勢，將柱芳烴和含吸電子基團的化合物ct作用后產(chǎn)生非本征孔道，對于碘有著高去除效率；本申請的電荷轉(zhuǎn)移共晶體是在液相中生長得到，其結(jié)構(gòu)不會受潮濕環(huán)境的影響，進而不會影響吸附性能；柱芳烴與含吸電子基團的化合物均為普通有機物，與現(xiàn)有的吸附材料相比，成本較低；利用大環(huán)主體競爭的方法對此共晶體的作用進行化學(xué)組成和組裝結(jié)構(gòu)的精細調(diào)控，進一步提高吸附效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于柱芳烴的共晶碘吸附劑的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于柱芳烴的共晶碘吸附劑的制備方法，其特征在于，在所述析出塊狀晶體后，所述方法還包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于柱芳烴的共晶碘吸附劑的制備方法，其特征在于，所述含吸電子基團的化合物包括苯衍生物、吡啶類化合物或咪唑類化合物；所述柱芳烴與含吸電子基團的化合物的摩爾比為0.5-5。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于柱芳烴的共晶碘吸附劑的制備方法，其特征在于，所述柱芳烴為柱六芳烴，所述柱六芳烴的濃度為1-20mm，所述含吸電子基團的化合物為四氟對苯二腈。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于柱芳烴的共晶碘吸附劑的制備方法，其特征在于，所述調(diào)控劑為柱五芳烴，或者柱五芳烴和含吸電子基團的化合物的混合物；

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于柱芳烴的共晶碘吸附劑的制備方法，其特征在于，得到第一混合溶液后，還包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于柱芳烴的共晶碘吸附劑的制備方法，其特征在于，所述第一溶劑為二氯甲烷，所述第二溶劑為正己烷。

8.一種基于柱芳烴的共晶碘吸附劑，其特征在于，包括電荷轉(zhuǎn)移共晶體，所述為etp6-tftna或etp6-tftnb，所述電荷轉(zhuǎn)移共晶體通過權(quán)利要求2-7任一項所述的基于柱芳烴的共晶碘吸附劑的制備方法得到。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于柱芳烴的共晶碘吸附劑，其特征在于，所述etp6-tftna、etp6-tftnb均屬于三斜晶系，空間群均為p-1；

10.一種基于柱芳烴的吸附劑在碘吸附過程中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種基于柱芳烴的共晶碘吸附劑的制備方法，具體涉及吸附劑的領(lǐng)域。該方法包括：將柱芳烴與含吸電子基團的化合物共溶于第一溶劑中，得到第一混合溶液；在預(yù)設(shè)溫度下對所述第一混合溶液進行靜置，直至析出塊狀晶體，得到電荷轉(zhuǎn)移共晶體。利用富電子的超分子大環(huán)柱芳烴易于發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移(CT)以及具有本征空腔的優(yōu)勢，將柱芳烴和含吸電子基團的化合物CT作用后產(chǎn)生非本征孔道，對于碘有著高去除效率；利用大環(huán)主體競爭的方法對此共晶體進行化學(xué)組成和組裝結(jié)構(gòu)的精細調(diào)控，進一步提高吸附效率。

技術(shù)研發(fā)人員：譚麗麗,付彧,李強,王子健
受保護的技術(shù)使用者：西北工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23