[发明专利]一种具有荧光响应性的多孔固态胺吸附颗粒材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种具有荧光响应性的多孔固态胺吸附颗粒材料及其制备方法与应用。所述具有荧光响应性的多孔固态胺吸附颗粒材料的制备方法，包括如下步骤：S1.高内相双重乳液聚合：将水相滴加到油相中形成高内相双重乳液，随后进行聚合反应，处理后得到基体；所述油相包括乳化剂、丙烯酸酯类单体、交联剂；所述水相包括引发剂、水、无机盐；S2.胺化反应：将步骤S1的基体与胺化试剂反应，处理后得到胺化的基体；S3.荧光功能化：将步骤S2的胺化的基体与荧光素类衍生试剂反应，得到具有荧光响应性的多孔固态胺吸附颗粒材料。该具有荧光响应性的多孔固态胺吸附颗粒材料在吸附酸性气体前后可体现荧光响应性，并且吸附能力较强、比表面积大、氨基密度高。

技术领域

本发明涉及高分子吸附材料和环境功能材料技术领域。更具体地，涉及一种具有荧光响应性的多孔固态胺吸附颗粒材料及其制备方法与应用。

背景技术

温室效应是目前最严重的环境问题之一。作为温室气体的主要组成，CO₂的减排成为环境领域的研究重点，其捕获与封存技术(CCS)也成为国际上研究的热点课题。胺洗是目前的基准碳捕获技术，但使用液态胺溶液来吸收二氧化碳存在设备腐蚀严重，溶剂易挥发、毒性大以及再生能源消耗大等问题。

现有技术CN106905533A公开了一种多孔吸附材料，具体是采用高内相乳液模版法制得多孔泡沫材料。然而，由高内相乳液聚合得到的材料是块状材料，这种块状材料在某些应用上会带来不便，有时需要进一步研磨成小颗粒。并且，该多孔吸附材料不具有荧光响应性，限制了其在吸附检测领域中的应用。

因此，需要制备一种具有荧光响应性的多孔吸附材料。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述多孔吸附材料缺乏荧光响应性的缺陷，提供一种具有荧光响应性的多孔固态胺吸附颗粒材料的制备方法。该制备方法制得的具有荧光响应性的多孔固态胺吸附颗粒材料在吸附酸性气体前后可体现荧光响应性，并且吸附能力较强。

本发明的另一目的在于提供上述制备方法所制得的具有荧光响应性的多孔固态胺吸附颗粒材料。

本发明的还一目的在于提供上述制备方法所制得的具有荧光响应性的多孔固态胺吸附颗粒材料在气体吸附、气体检测或吸附金属离子中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种具有荧光响应性的多孔固态胺吸附颗粒材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

S1.高内相双重乳液聚合：将水相滴加到油相中形成高内相双重乳液，随后进行聚合反应，处理后得到基体；

所述油相包括乳化剂、丙烯酸酯类单体、交联剂；所述水相包括引发剂、水、无机盐；

S2.胺化反应：将步骤S1.所得的基体与胺化试剂反应，处理后得到胺化的基体；

S3.荧光功能化：将步骤S2.所得的胺化的基体与荧光素类衍生试剂反应，得到具有荧光响应性的多孔固态胺吸附颗粒材料。

本发明利用乳化剂来稳定高内相双重乳液，以丙烯酸酯类单体和交联剂为连续相，含无机盐的水溶液为分散相，通过调节分散相和连续相的比例得到稳定的高内相双重乳液，在引发剂存在的条件下经热聚合制得颗粒状三维互通多级孔基体，而后利用基体表面的功能基团，用胺化试剂对基体进行氨基功能化，同时引入具有荧光响应基团，最终得到具有荧光响应性的多孔固态胺吸附颗粒材料。该制备方法制得的具有荧光响应性的多孔固态胺吸附颗粒材料在吸附酸性气体前后可体现荧光响应性，并且吸附能力较强。

此外，高内相双重乳液引发聚合后可以制备出贯通多孔的聚合物微球，开拓了材料的应用范围。由于所得到的基体呈现颗粒状，利用颗粒状吸附材料的比表面积大、可加工性强的优势，结合胺化反应制成多孔固态胺吸附颗粒材料，再进行表面荧光素响应性修饰，这在环境功能材料领域是创新性的研究，具有较大的潜在价值。