[发明专利]一种香豆素功能化的光响应吸附剂的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种香豆素功能化的光响应吸附剂的制备方法和应用，该香豆素功能化的光响应吸附剂是在吸附剂载体中嫁接具有光响应性能的香豆素分子。香豆素分子在大于310nm长波紫外光照射下发生二聚反应，二聚体表面结构与吸附质分子产生共轭作用，对吸附质分子进行选择性吸附；在254nm短波紫外光照射下，二聚体裂解，共轭作用消失，实现高效脱附。该香豆素功能化的光响应吸附剂能同时实现对燃料油中4,6‑二甲基二苯并噻吩的选择性吸附和高效脱附，且具有良好的再生性能。

技术领域

本发明属于光响应吸附剂制备技术领域，具体涉及一种香豆素功能化的光响应吸附剂的制备方法和应用。

背景技术

由于环境保护的需求，燃料油的深度脱硫标准越来越严格。目前，工业脱硫的传统方法是加氢脱硫，能非常有效地去除燃料油中大部分含硫化合物，如硫醇和硫醚等，但是在脱除噻吩类硫化物尤其是4,6-二甲基二苯并噻吩时效果不太理想。由于吸附分离具有工艺流程较为简单、设备投资成本低以及操作条件温和等优势，在燃料油深度脱硫方法具有很大的应用潜力。

金属有机骨架（MOFs）材料是目前研究较多的一类新型多孔吸附材料。由于MOFs材料具有高比表面积、独特的孔结构和可调控的骨架结构，有望成为用于生产低硫燃料油且成本较低的选择性吸附剂。然而在实际的吸附分离过程中，理想的吸附剂需要同时实现选择性吸附和低能耗再生。传统吸附剂孔结构和表面性质无法调变，难以同时满足上述要求。

发明内容

本发明的目的是将MOFs材料作为吸附剂载体，使用具有智能光响应性的香豆素分子对载体进行改性，构筑可控的“分子开关”。经大于310nm长波紫外光照引发香豆素分子单体发生二聚反应，二聚体结构与DMDBT芳香环上的π电子产生共轭效应，对DMDBT进行选择性吸附；经过254nm短波紫外光后，二聚体以单体形式存在，共轭效应消失，从而形成高效脱附。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种香豆素功能化的光响应吸附剂的制备方法，包括以下操作步骤：

（1）制备吸附剂载体，所述吸附剂载体为吸附剂载体MIL-101-Cr、吸附剂载体MIL-101-Fe中的任意一种：

（2）将香豆素分子去质子化；

（3）将吸附剂载体溶于溶剂中搅拌后，再向其中加入步骤（2）制得的去质子化后的香豆素分子，加热回流，反应温度为40～80°C，反应时间为2h～15h后，过滤，洗涤，干燥，得到嫁接有香豆素分子的吸附剂载体，其中所述的香豆素分子与吸附剂载体的质量比为（0.1～1）:1；

（4）使用波长大于310nm的紫外光照射嫁接有香豆素分子的吸附剂载体，使吸附剂载体中的香豆素分子之间发生二聚反应，得到光响应吸附剂。

具体地，所述吸附剂载体MIL-101-Cr采用以下方法制成：以九水合硝酸铬、对苯二甲酸为原料，40％氢氟酸和去离子水为溶剂，于水热合成反应釜中130～220℃反应4～12小时，冷却至室温，过滤，使用N,N-二甲基甲酰胺和乙醇各洗三次，干燥，即可得到吸附剂载体MIL-101-Cr；

所述吸附剂载体MIL-101-Fe采用以下方法制成：以六水合氯化铁、对苯二甲酸为原料，N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，于水热合成反应釜中100～170℃反应20～48小时，冷却至室温，过滤，使用N,N-二甲基甲酰胺和乙醇各洗三次，干燥，即可得到吸附剂载体MIL-101-Fe。

具体地，上述制备吸附剂载体MIL-101-Cr的过程中，九水合硝酸铬、对苯二甲酸、氢氟酸、去离子水的摩尔比为1:1～2:0.5～2:200～350。

具体地，上述制备吸附剂载体MIL-101-Fe的过程中，六水合氯化铁、对苯二甲酸、N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比为1:0.5～2:50～100。