一種多孔復(fù)合材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型多孔復(fù)合材料的制備方法，這種材料是利用兩種單體有機分子形成二元共晶得到的，即由一種含芳香稠環(huán)的查耳酮分子和7,7,8,8-四氰基對苯二醌二甲烷(TCNQ)在無溶劑輔助下研磨得到?；蛟诜欠枷銦N溶劑輔助下研磨后，烘干得到。本發(fā)明的多孔復(fù)合材料應(yīng)用于芳香烴與非芳香烴溶劑混合物后，可選擇性地吸收混合物中的芳香烴及芳香烴組合物。
【專利說明】 一種多孔復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型多孔復(fù)合材料的制備方法，該材料能夠選擇性吸收芳香烴分子。
【背景技術(shù)】
[0002]芳香烴分子及其組合物溶劑是常用的有機溶劑，廣泛用于合成醫(yī)藥、涂料、樹脂、染料、炸藥和農(nóng)藥等領(lǐng)域。在有機合成工業(yè)上，芳香烴及其組合物溶劑與非芳香烴溶劑經(jīng)?；旌鲜褂茫厥赵倮眠@類混合溶劑則需要分離過程。提純技術(shù)一般采取精餾、萃取、吸附精餾、吸附以及絡(luò)合分離等方法。本項發(fā)明的作用機理則屬于吸附分離范疇。吸附法包括分子篩(如氫型絲光沸石(HM))[文獻7:催化學(xué)報，1981,4(2): 288-295]、合成金屬有機多孔材料MOF [文獻8: Chem.Eur.J.2009，15，10364 - 10368]以及全有機氫鍵多孔材料H0F:[文獻9:J.Am.Chem.Soc.2013，135，11684-11687]等。分子篩是最廣為人知的一類吸附材料，Santacesaria 等人[文獻 10:1ndustria land Engineering Chemistry Process Designand Development, 1982,21(3):440]制備了一種KY型分子篩,這種分子篩雖然對吸附所有二甲苯異構(gòu)體，但其吸附時芳香烴的的選擇性低；氫型絲光沸石在芳香烴濃度較低時有較好的吸附效果，尤其能夠有效地吸附甲苯、對二甲苯以及間二甲苯等芳香烴，但是在溶液中芳香烴濃度較高時吸附效果呈下降趨勢且受溫度影響較大，而且無論在低濃度還是在高濃度此材料除了會吸附芳香烴之外也會吸附其它非芳香烴溶劑，諸如水等；M0F材料是由金屬離子與有機配體構(gòu)成金屬絡(luò)合物，這種金屬絡(luò)合物結(jié)晶形成晶體后會形成孔道結(jié)構(gòu)，且此孔道結(jié)構(gòu)在在300°C的高溫操作時仍不會發(fā)生變形，可以選擇性吸附芳香烴類及其鹵代芳香烴類化合物，但是MOF材料制備方式復(fù)雜、制備周期冗長且成本較高，難以工業(yè)化；HOF多孔材料是由氫鍵作用而形成的多孔結(jié)構(gòu)，但是，當(dāng)此材料受熱或者在真空下，其氫鍵很容易被破壞，而造成孔道結(jié)構(gòu)的坍塌，從而不能重復(fù)利用且吸附效率低，也很難應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0003]共晶是一種多組分超分子自組裝形成的晶體材料，在藥物工程及材料上有重要應(yīng)用。共晶組成中，每種組分之間有固定的計量比[文獻1:化學(xué)進展.2010，5 (22): 829-836]。不同種類的分子及基團利用分子間相互作用(氫鍵、堆積作用、范德華力)，通過分子自組裝過程得到穩(wěn)定有序結(jié)構(gòu)。共晶的制備方法溶劑揮發(fā)法、研磨法等。楊彩琴[文獻2:光譜學(xué)與光譜分析，2011，31 (9):2476-2479]等人通過無溶液輔助干磨法制備出了雙苯氟嗪鹽酸鹽和苯甲酸的共晶以及3，5-二硝基-4-甲基苯甲酸和蒽的共晶。Trask 等人[文獻 3: Chem Commun (Camb), 2004, (7):890-891]用氯仿溶劑輔助研磨咖啡因與戍二酸制得了其二元共晶。K.B.Landenberger等人[文獻6: CrystalGrowth&Design, 2010, 10，5341-5347]將烈性炸藥TNT與菲、萘和氨基苯甲酸等17種非含能有機化合物通過溶劑揮發(fā)法得到共晶材料，這種共晶材料有效地改善了現(xiàn)有惰性鈍感劑對主體炸藥的能量損失，對研究高能量低敏感度的混合炸藥提供了一條新思路。另外，近年來，共晶在非線性光學(xué)、廢溶劑合成化學(xué)、主客體化學(xué)和光學(xué)膠片的成形等領(lǐng)域的應(yīng)用價值也在日益增加。但未見共晶法制備多孔復(fù)合材料及其吸附的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題:本發(fā)明要解決的問題是完善現(xiàn)有【背景技術(shù)】的不足，發(fā)明一種由兩種有機分子通過電荷轉(zhuǎn)移形成的電荷轉(zhuǎn)移的新型多孔復(fù)合材料，這種復(fù)合材料由于強電荷轉(zhuǎn)移作用而形成剛性結(jié)構(gòu)，此外，分子間還形成了一種非極性孔道結(jié)構(gòu)。芳香烴及其衍生物溶劑可通過C-H…π及相互作用π…Ji進入孔道，從而選擇性吸附芳香烴及其衍生物有機分子。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的一種多孔復(fù)合材料的制備方法是將兩種有機分子通過電荷轉(zhuǎn)移形成電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物材料，具體制作步驟如下:
[0006]將一種含芳香稠環(huán)的查耳酮分子與7，7，8，8-四氰基對苯二醌二甲烷TCNQ在無溶劑輔助研磨或者在非芳香烴溶劑輔助下進行研磨30min，查耳酮分子與7，7，8，8-四氰基對苯二醌二甲烷TCNQ的摩爾比為1:1 ;烘干即得到多孔復(fù)合材料。
[0007]其中:所述的一種含芳香稠環(huán)的查耳酮分子具有如下的結(jié)構(gòu)通式:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種多孔復(fù)合材料的制備方法，其特征在于該材料的制備方法是將兩種有機分子通過電荷轉(zhuǎn)移形成電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物材料，具體制作步驟如下: 將一種含芳香稠環(huán)的查耳酮分子與7，7，8，8-四氰基對苯二醌二甲烷TCNQ在無溶劑輔助研磨或者在非芳香烴溶劑輔助下進行研磨30min，查耳酮分子與7，7，8，8-四氰基對苯二醌二甲烷TCNQ的摩爾比為1:1 ;烘干即得到多孔復(fù)合材料。
2.如權(quán)利要求1所述的多孔復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的一種含芳香稠環(huán)的查耳酮分子具有如下的結(jié)構(gòu)通式:
3.如權(quán)利要求1所述的多孔復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的非芳香烴溶劑是甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙腈、丙酮、氯仿或二氯甲烷。
4.如權(quán)利要求1所述的多孔復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的芳香烴是甲苯、鄰二甲苯、對二甲苯、間二甲苯、氯苯、鄰氯甲苯、對氯甲苯、間氯甲苯、對二氯苯、間二氯苯或其組合物。
【文檔編號】B01J20/22GK103977765SQ201410229508
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】王明亮, 魏想, 吳小娟, 陸嬌 申請人:東南大學(xué)