[发明专利]一种光响应性聚合物-共价有机骨架共混膜的制备及应用

权利要求书

1.一种光响应性聚合物-有共价机骨架共混膜，其特征在于，该光响应性聚合物-有共价机骨架共混膜由嵌段聚醚酰胺(Pebax 1657)高分子基质膜和填充于该基质膜的共价有机骨架材料和对氨基偶氮苯(pAAB)高分子材料组成，所述的共价有机骨架材料(即为共价有机骨架COF-TpPa-1)为具有高比表面积二维纳米片材料，偶氮基团在有机骨架材料内起增强二氧化硫吸附作用。

2.根据权利要求1所述的光响应性聚合物-共价机骨架共混膜中的聚合物没有没有特殊的限定，可根据应用所需条件来选择聚合物基膜材料，如聚醚砜、聚四氟乙烯、聚酰亚胺等。

3.根据权利要求1所述的共价有机骨架材料，其特征在于，所述的共价有机骨架材料来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方法合成即可。

4.根据权利要求3所述共价有机骨架材料粉末，其特征在于，所述的共价有机骨架材料的粒径优选为100～300nm。

5.根据权利要求1所述光响应性聚合物-共价机骨架共混膜，其特征在于，所述光响应性聚合物-共价机骨架共混膜混合方式和成膜方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合方式即可。

6.根据权利要求1或5所述的光响应性聚合物-共价机骨架共混膜，其特征在于，所述的一种光响应性聚合物-共价有机骨架共混膜中聚合物(Pebax-1657)、乙醇和超纯水质量比为(1～8)∶(64～69)∶(28～30)，对氨基偶氮苯、TpPa-1纳米片与Pebax的质量比为(12～13)∶(12～13)∶(74～76)。

7.根据权利要求1、5、6所述的光响应性聚合物-共价机骨架共混膜，其特征在于，所述的光响应性聚合物-共价机骨架共混膜的形式可为平板膜、中空纤维膜或管式膜。

8.根据权利要求1、5～7任一项所述光响应性聚合物-共价机骨架共混膜合成步骤如下：

步骤1：制备共价有机骨架材料，即为TpPa-1

采用水热合成法制备TpPa-1，以三氟乙酸为溶剂，将六亚甲基四胺，间苯三酚溶于45ml三氟乙酸中在100℃下在氮气气氛下加热2.5小时，然后缓慢加入HCl，将混合物回流1小时，其中六亚甲基四胺、间苯三酚的质量比为(70～71)∶(29～30)反应完成后，将混合物在室温下冷却并通过硅藻土床过滤。将得到的滤液用二氯甲烷萃取，用无水硫酸镁干燥。得到的产物经过滤、热乙醇纯化、离心后在120℃下真空干燥，得到产物2，4，6-三甲酰基均苯三酚(Tp)。将摩尔质量比为(3～5)∶(5～7)的2，4，6-三甲酰基均苯三酚与对苯二胺(Pa-1)溶于体积分数比为(43～45)∶(43～45)∶(10～14)的均三甲苯、1，4-二氧六环、乙酸水溶液的Pyrex管中，将混合物进行超声处理、快速冷冻，冷冻-抽气-融化循环脱气后，密封后在120℃下加热3天，得到配体TpPa-1通过过滤收集沉淀物TpPa-1，用N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)和丙酮洗涤TpPa-1干净，然后在150℃下真空干燥。然后将获得的TpPa-1用甲醇研磨进行物理剥片，再用用甲醇作为溶剂，通过离心、干燥上清液获得TpPa-1纳米片。

步骤2制备光响应性聚合物-共价有机骨架共混膜

所述光响应性聚合物-共价有机骨架混合基质膜包括COF-TpPa-1、对氨基偶氮苯(pAAB)、Pebax 1657、超纯水、乙醇，其中乙醇与水的质量比为(6～8)∶(2～4)，其中Pebax1657在乙醇-水溶液中浓度范围为(1～8)％。称取Pebax-1657颗粒、乙醇、超纯水质量比为(1～8)∶(64～69)∶(28～30)在80℃下搅拌回流2h，得到质量分数为(1～8)％的Pebax溶液，冷却至室温后，称取COF-TpPa-1粉末、对氨基偶氮苯与Pebax-1657的质量比为(0.23～1.8)∶(0.23～1.8)∶(0.45～1.8)，称取乙醇与超纯水质量比为(6～8)∶(2～4)，先将COF-TpPa-1粉末和对氨基偶氮苯溶于适量乙醇与超纯水混合液中，超声处理3h，再加入Pebax溶液中，搅拌并超声处理，使其混合均匀。最后将铸膜液缓慢倒入聚四氟乙烯模具中，在室温下干燥48h，随后将膜连同模具一起放入真空烘箱中，在45℃条件下干燥24h，最终得到光响应性聚合物-共价有机骨架共混膜，记作Pebax/pAAB@COF-TpPa-1共混膜。

9.根据权利要求1、4～7任意一项所述的光响应性聚合物-共价有机骨架共混膜可应用于膜接触器进行SO₂、CO₂等气体的分离吸收。