[发明专利]四（甲氧基）含蒽基团甘脲分子夹晶体材料回收TNT的应用

说明书

本发明公开了四(甲氧基)含蒽基团甘脲分子夹晶体材料回收TNT的应用，属于晶体材料应用领域。本发明通过结晶方法制备四(甲氧基)含蒽基团甘脲分子夹晶体材料，将粉状晶体细粉分散于废弃物，搅拌实现四(甲氧基)含蒽基团甘脲分子夹晶体对TNT的吸附。本发明方法操作简单、安全可靠，晶体材料易得，吸附效率高效。

技术领域

本发明涉及晶体材料领域，具体涉及一种四(甲氧基)含蒽基团甘脲分子夹晶体材料对2,4,6-三硝基甲苯的吸附应用。

背景技术

2,4,6-三硝基甲苯(TNT)是一种性能优良的炸药，具有原料易得、操作安全、理化性能稳定、爆炸性能优良等特点，迄今为止依然是混合炸药的必不可少的一部分。在生产及使用过程中会产生含TNT的废弃物(本文也称废弃物)，TNT的排放与泄露不可避免，TNT具有高毒性和低生物降解性，给人类健康和生态环境等带来较大危害，因此发展新型TNT吸附方法具有重要意义。

目前TNT含能废弃物的处理方法主要包括物理法、化学法和生物法等。焚烧法是处理含能废水最简单直接的方法，通过含能废水与重油在焚烧炉的混合燃烧除去含能化合物，但该方法运行成本高、危险性高、易爆炸，未能得到广泛应用；Fenton法利用Fe²⁺与H₂O₂链式反应生成的羟基自由基氧化分解有机污染物，但易产生二次污染，难以回收利用含能材料；电化学氧化法利用电化学原理处理含能废水，但该方法耗能高且难以回收利用含能材料；生物法利用微生物新陈代谢能力转化和分解水中污染物，但由于含能废水成分复杂，生物降解处理耗时长、效率低。相较于上述含能废水的处理方法，吸附法具有安全性高、适应范围广、无二次污染、吸附剂可重复使用以及含能化合物可回收再利用等优点。在众多吸附剂当中，活性炭是最具普遍应用性的吸附剂材料。然而，活性炭对含能化合物的吸附存在许多缺陷，主要包括：(1)吸附速度缓慢、负载量低；(2)可重复利用性差；(3)再生过程高耗能(加热至500–900℃)且易爆炸。

发明内容

针对现有技术的缺陷或不足，本发明提供了一种四(甲氧基)含蒽基团甘脲分子夹晶体材料。

为此，本发明所提供的四(甲氧基)含蒽基团甘脲分子夹晶体材料的制备方法包括：50～70℃条件下的四(甲氧基)含蒽基团甘脲分子夹的饱和有机溶剂溶液，趁热过滤，滤液冷却至室温后静置，得四(甲氧基)含蒽基团甘脲分子夹晶体材料；所述四(甲氧基)含蒽基团甘脲分子夹的结构式如Ⅰ所示：

可选的方案是，所述有机溶剂选自乙腈、二氯甲烷或氯仿。

可选的方案是，所述静置的时长为12～36h。

本发明的四(甲氧基)含蒽基团甘脲分子夹晶体材料可用于回收废弃物中的TNT。相应的回收方法包括：20～40℃条件下，将上述的四(甲氧基)含蒽基团甘脲分子夹晶体材料加入废弃物中对废弃物中的TNT进行吸附；之后将吸附有TNT的四(甲氧基)含蒽基团甘脲分子夹晶体材料溶于有机溶剂中再生四(甲氧基)含蒽基团甘脲分子夹，并回收TNT。进一步可选的是，将上述的四(甲氧基)含蒽基团甘脲分子夹晶体材料加入废弃物中搅拌6～18h，对废弃物中的TNT进行吸附。所述有机溶剂为二氯甲烷和甲醇。

本发明四(甲氧基)含蒽基团甘脲分子夹晶体材料的的制备过程中，以分子夹蒽环之间的ππ堆积相互作用、H键作用为驱动力，形成的晶体堆积结构如图1所示四(甲氧基)含蒽基团甘脲分子夹晶体堆积结构，该晶体具有多孔性，晶体中存在丰富的孔道，有利于分子夹对TNT的高效吸附。与原料四(甲氧基)含蒽基团甘脲分子夹相比，经本发明方法制备的四(甲氧基)含蒽基团甘脲分子夹晶体具备更好的结晶性，分子间堆积更加紧密，晶体孔道更加丰富。

本发明吸附方法操作简单、安全可靠；晶体材料易得且可回收重复利用；条件温和，吸附效率高效。

附图说明

图1为本发明四(甲氧基)含蒽基团甘脲分子夹晶体材料的堆积结构示图；