[发明专利]一种联吡唑-三聚膦氰多孔有机聚合物及其制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种联吡唑‑三聚膦氰多孔有机聚合物。本发明还公开了上述联吡唑‑三聚膦氰多孔有机聚合物的制备方法，包括如下步骤：取六氯环三磷腈、物质A，在酸吸收剂存在下进行亲核取代反应得到联吡唑‑三聚膦氰多孔有机聚合物。本发明还公开了上述联吡唑‑三聚膦氰多孔有机聚合物作为吸附剂的应用。本发明所述联吡唑‑三聚膦氰多孔有机聚合物能够在气相或溶液中捕获碘，在气相中捕获碘后可形成液态复合物，可避免粉尘污染，有利于自动化操作；本发明材料具有高热稳定性和化学稳定性及优异的碘吸附性能。

技术领域

本发明涉及吸附材料技术领域，尤其涉及一种联吡唑-三聚膦氰多孔有机聚合物及其制备方法、应用。

背景技术

放射性碘(¹²⁹I和¹³¹I)是核废料在预处理和装运过程中产生的危险气体污染物。放射性碘是高度流动的气体，易溶于水，易扩散，对生态系统内的生命有严重影响；因此，必须在这些气体污染物扩散之前进行捕获、储存和固定。在传统的技术中，用多孔材料捕获碘已被证明是一种首选的方法(Prog.Mater.Sci.2018,94,1–67)。迄今为止，许多多孔吸附剂已被用于捕获碘研究，例如金属-有机骨架(MOFs)、无机材料和多孔有机聚合物(POPs)等。在多孔吸附剂中，POPs具有合理的孔隙性质、较高的化学稳定性和热稳定性、特殊的作用位点和π共轭特性，能有效地吸附碘(Polym.Chem.2019,20,2608–2615；macromolecules 2019,10,3935–3941)。

碘与POPs的作用机理，除了几种氢键有机骨架(HOFs)是氢键(N-H···I)和卤素键(N···I和S····I)(J.Am.Chem.Soc.2017,139,7172-7175；J.Am.Chem.Soc.2019,27,10915–10923)或POPs是物理吸附(Adv.Mater.2018,1801991–1801997；ACSAppl.Mater.Interfaces 2016,8,21063-21069；ACS Appl.Nano.Mater.2018,9,4756–4761)外，大多数POPs与碘相互作用，进行电荷转移过程。通过电荷转移，POPs和碘形成电荷转移(CT)复合物，对POPs的碘捕获性能和在碘吸附中的潜在应用有着至关重要的影响(Adv.Funct.Mater.2018,28,1705553)。然而，POPs和碘的复合物多是固态的，不仅会造成粉尘污染，而且会造成传质不便。液态复合物便于管道运输，不仅运输量大、连续、快速、经济、安全、可靠、稳定，且投资少、占地少、成本低，而且可以实现自动控制。因此，液态复合物的开发对环境保护和材料转移具有重要的应用意义和理论价值。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种联吡唑-三聚膦氰多孔有机聚合物及其制备方法、应用，本发明所述联吡唑-三聚膦氰多孔有机聚合物能够在气相或溶液中捕获碘，在气相中捕获碘后，可形成液态复合物，可避免粉尘污染，有利于自动化操作；本发明的联吡唑-三聚膦氰多孔有机聚合物材料的热稳定性和化学稳定高，具有优异碘吸附性能，且吸附后所得到的复合物为液态。

本发明提出了一种联吡唑-三聚膦氰多孔有机聚合物，其结构如式(I)所示：

其中，n为正整数，R为以下结构式中的至少一种：

上述联吡唑-三聚膦氰多孔有机聚合物为粉末状或颗粒状。

上述联吡唑-三聚膦氰多孔有机聚合物的平均孔径为0.1-100nm。

本发明还提出了上述联吡唑-三聚膦氰多孔有机聚合物的制备方法，包括如下步骤：取六氯环三磷腈、物质A，在酸吸收剂存在下进行亲核取代反应得到联吡唑-三聚膦氰多孔有机聚合物，其中，物质A的结构式为以下结构式中的至少一种：

优选地，亲核取代反应的温度为80-150℃。