[发明专利]一种用于邻苯二甲酸酯吸附的共价有机框架材料及其制备方法和应用

说明书

一种用于邻苯二甲酸酯吸附的共价有机框架材料及其制备方法和应用，它涉及共价有机框架材料及其制备方法和应用。它是要解决现有的邻苯二甲酸酯吸附剂种类少、吸附时间长、吸附量较低的技术问题。本发明的共价有机框架材料的基本结构单元如下：它是采用3‑(5,10‑二氨基‑1H‑菲并[9,10‑d]咪唑‑2‑基)苯酚和4,4',4”‑(苯基‑1,3,5‑三基)三苯甲醛反应得到的。用该共价有机框架材料用作吸附剂，通过标准曲线法检测废水中邻苯二甲酸酯的含量，可用于邻苯二甲酸酯检测领域。

技术领域

本发明涉及共价有机框架材料及其制备方法和应用。

背景技术

邻苯二甲酸酯(PAE)主要用于聚氯乙烯材料，使聚氯乙烯由硬塑胶变为有弹性的塑胶，起到增塑剂的作用。它被普遍应用于玩具、食品包装材料、医用血袋和胶管、乙烯地板和壁纸、清洁剂、润滑油、个人护理用品(如指甲油、头发喷雾剂、香皂和洗发液)等数百种产品中，但这些物质会通过环境(水、空气和土壤)或从包装材料迁移来污染环境，由于它们的毒性而引起健康问题。因此这类化合物受到了环境科学，公共卫生领域，媒体甚至普通大众的广泛关注。研究表明邻苯二甲酸酯在人体和动物体内发挥着类似雌性激素的作用，可干扰内分泌，严重的会导致睾丸癌，是造成男子生殖问题的“罪魁祸首”。在化妆品中，指甲油的邻苯二甲酸酯含量最高，很多化妆品的芳香成分也含有该物质。化妆品中的这种物质会通过女性的呼吸系统和皮肤进入体内，如果过多使用，会增加女性患乳腺癌的几率，还会危害到她们未来生育的男婴的生殖系统。因此，研究能有效地除去邻苯二甲酸酯的材料具有重大意义且具有极强的挑战性。共价有机框架材料(Covalent Organic Frameworks,COFs)由于具有孔结构有序、比表面积大、孔隙率均匀和良好的化学稳定性等优点，在吸附领域具有广阔的应用前景，因此已成为研究者们关注的焦点。

目前，有关共价有机框架材料吸附酯类物质的文献已被陆续报道，2019年的《色谱杂志A》第5期1525卷报道了通过溶剂热法原位还原共价三嗪骨架基体上的镍离子，制备了磁性CTFs/Ni复合材料，在最佳实验条件下，发现六种PAE的检测限(LOD，S/N＝3)在0.024-0.085mg/kg范围内。2022年的《色谱杂志A》第15期45卷报道了以4，4〃-二氨基对三联苯和1，3，5-三甲酰氯丁二醇为单体，制备了共沉淀结构的磁性共价有机骨架吸附剂。在优化条件下，该方法检测限为0.8–2.1μg/L，回收率为76.8％–99.2％。实现了对牛奶中邻苯二甲酸酯的吸附，作为复合材料有效降低了染料的吸附时间，但材料合成及分离过程复杂。

根据目前的文献报道，现有的用于吸附邻苯二甲酸酯的功能材料主要存在以下缺陷：

1、用于吸附邻苯二甲酸酯的材料种类较少；

2、大部分材料对邻苯二甲酸酯吸附所需的吸附时间较长；

3、材料对邻苯二甲酸酯的吸附量较低，吸附效果不佳；

4、吸附邻苯二甲酸酯所需的材料制备复杂。

发明内容

本发明是要解决现有的邻苯二甲酸酯吸附剂种类少、吸附时间长、吸附量较低的技术问题，而提供一种用于邻苯二甲酸酯吸附的共价有机框架材料及其制备方法和应用。该共价有机框架材料具有对邻苯二甲酸酯吸附时间较短、吸附量较高的优点。

本发明的一种用于邻苯二甲酸酯吸附的共价有机框架材料的基本结构单元如下：

上述的用于邻苯二甲酸酯吸附的共价有机框架材料是采用3-(5,10-二氨基-1H-菲并[9,10-d]咪唑-2-基)苯酚和4,4',4”-(苯基-1,3,5-三基)三苯甲醛反应得到，具体的制备方法按以下步骤进行：