[发明专利]一种γ射线辐照工业化制备共价有机框架材料的方法及应用

说明书

一种γ射线辐照工业化制备共价有机框架材料的方法及应用。本发明属于共价有机框架材料及其制备领域。本发明的目的是为了解决目前COFs材料的制备方法反应条件苛刻导致无法实现工业化生产的技术问题。本发明的方法：步骤1：向容器中加入TFB、DHBD、乙醇、1,3,5‑三甲基苯和醋酸溶液，超声至完全溶解；步骤2：向容器中通入惰性气体后密封，然后于γ射线辐照场中辐照，辐照后洗涤、干燥，得到共价有机框架材料。所得共价有机框架材料用于分离回收金属离子。本发明采用γ射线辐照的方法合成COFs材料，实现COFs材料快速工业化生产，本发明的方法相比于传统的COFs合成方法，具有温和、清洁、安全、高效、节能的特点。

技术领域

本发明属于共价有机框架材料及其制备领域，具体涉及一种γ射线辐照工业化制备共价有机框架材料的方法及应用。

背景技术

核技术已广泛应用于工业、农业、医学、环保等领域。辐射技术进行材料合成具有安全、高效、清洁、温和、节能等优点。目前已有研究人员将γ射线应用于合成或改性各种材料。γ射线辐照技术合成材料具有高效、节能、绿色、工艺流程简单等优点。辐照过程中射线与物质发生复杂的离子-分子反应，导致反应物电离或活化，从而发生化学反应。

共价有机框架(COFs)材料是一类由π-共轭构筑单元通过共价键连接形成的具有二维拓扑结构的晶态多孔材料。COFs材料通常具有稳定的化学性质、大的比表面积、高的空隙率、低的骨架密度、结构可调等特点，可应用于气体存储、光电与传感、吸附分离、生物载药和催化等不同领域。

目前COFs材料主要采用溶剂热或水热反应来制备，这些合成方法仍需要密封的反应体系、高温和特殊的反应装置等苛刻的反应条件，导致溶剂热或水热反应合成COFs工艺很难实现工业化生产。因此，设计一种温和、清洁、安全、高效、节能的可工业化生产COFs材料的方法，对推动COFs的商业化应用具有重要作用。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前COFs材料的制备方法反应条件苛刻导致无法实现工业化生产的技术问题，而提供一种γ射线辐照工业化制备共价有机框架材料的方法及应用。

本发明的目的之一在于提供一种γ射线辐照工业化制备共价有机框架材料的方法，该方法按以下步骤进行：

步骤1：向容器中加入均苯三甲醛(TFB)、3,3’-二羟基联苯胺(DHBD)、乙醇、1,3,5-三甲基苯和醋酸溶液，超声至完全溶解；

步骤2：向容器中通入惰性气体后密封，然后于γ射线辐照场中辐照，辐照吸收剂量为100-200kGy，辐照后洗涤、干燥，得到共价有机框架材料。

进一步限定，步骤1中TFB和DHBD的摩尔比为1:1。

进一步限定，步骤1中醋酸溶液的浓度为5-7mol/L。

进一步限定，步骤1中乙醇、1,3,5-三甲基苯和醋酸溶液的体积比为5:(25-35):(1-3)。

进一步限定，步骤1中TFB的质量与乙醇的体积比为(30-35)mg：1mL。

进一步限定，步骤1中超声1-4h。

进一步限定，步骤2中惰性气体为氮气或氩气。

进一步限定，步骤2中辐照源为花篮源。

进一步限定，步骤2中辐照温度为室温。

进一步限定，步骤2中干燥温度为30-50℃，时间为20-24h。

本发明的目的之二在于提供一种按上述方法制备得到的共价有机框架材料。

本发明的目的之三在于提供一种按上述方法制备得到的共价有机框架材料在金属离子分离回收中的应用。