[发明专利]一种环糊精多孔聚合物及其机械化学制备方法与应用

说明书

本发明涉及功能多孔吸附材料技术领域，提供了一种环糊精多孔聚合物的机械化学制备方法，以环糊精和二异氰酸酯为原料，通过机械研磨使原料发生缩聚反应，制备得到环糊精多孔聚合物。本发明提供的方法克服了传统环糊精多孔聚合物制备需要溶剂和催化剂(或缚酸剂)、反应时间长等缺点，所述方法具有环保节能、制备时间短、操作简单、反应条件温和等优势，制备所得的聚合物对水中有机酚类(如双酚A)去除效果明显。本发明利用机械化学法制备环糊精多孔聚合物，无需溶剂、缚酸剂和催化剂参与，是一种绿色环保的聚合物合成方法，适用于大量生产和工业推广。

技术领域

本发明涉及功能多孔吸附材料技术领域，尤其涉及一种环糊精多孔聚合物及其机械化学制备方法与应用。

背景技术

环糊精(cyclodextrin，CD)是一种由淀粉经过酶作用而生成的绿色、可再生天然资源。CD分子包括α-CD、β-CD和γ-CD三种类型，其结构分别由6、7和8个D-吡喃葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成的一类寡聚糖环状低聚物。CD分子呈空腔状，具有“内疏水，外亲水”的特性。CD可通过范德华力、疏水作用力和氢键相互作用力等对客体分子进行选择性吸附，从而实现对物质的吸附分离。CD小口端C6位有伯羟基，大口端C2和C3位有仲羟基，CD水溶性特点限制了其直接应用于水体污染物处理。制备水不溶性环糊精聚合物不仅克服了CD溶水缺点，而且丰富的多功能孔结构使其在水体污染物控制应用中展现特异性功能。

将CD构筑成环糊精多孔聚合物，其构筑单元为有机小分子，构筑单元的多样化可实现目标材料结构和功能的有效调控。环糊精多孔聚合物是以共价键连接形成的空间网络结构，具有较好的热稳定性和化学稳定性。环糊精多孔聚合物可广泛应用于气体吸附和储存、气体分离、催化等领域。目前环糊精多孔聚合物的制备方法主要有溶剂热法、水热法、微波辐射法和表面控制合成法，其中溶剂热法最为普遍。相关文献可参考：

[1]Mhlanga,S.D.；Mamba,B.B.；Krause,R.W.；et al.,Removal of organiccontaminants from water using nanosponge cyclodextrin polyurethanes,J.Chem.Technol.Biotechnol.82(4)(2007).

[2]Selvasembian,R.；Gwenzi,W.；Chaukura,N.；et al.,Recent advances inthe polyurethane-based adsorbents for the decontamination of hazardouswastewater pollutants,J.Hazard.Mater.125960(2021).

[3]Xiao,P.；Corvini,P.F.X.；Dudal,Y.；et al.,Design and high-throughputsynthesis of cyclodextrin-based polyurethanes with enhanced molecularrecognition properties,Polym.Sci.4(4)(2013).

[4]Wang,J.；Wang,X.；Zhang,X.Cyclic molecule aerogels:a robustcyclodextrin monolith with hierarchically porous structures for removal ofmicropollutants from water,J.Mater.Chem.A 5(9)(2017).

[5]Mohamed,M.H.；Wilson,L.D.；Headley.J.V.Design and characterizationof novelβ-cyclodextrin based copolymer materials,Carbohydr.Res.346(2)(2011)。