[发明专利]一种环糊精型碘吸附材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种环糊精型碘吸附材料及其制备方法，本发明的目的在于，提供一种快速吸附单质碘的环糊精聚合物的制备方法，该制备方法操作简单，可一步室温合成，结构如图所示，因其环糊精特有的空腔结构，可通过包合作用物理吸附单质碘。采用本发明方法制备的环糊精型碘吸附材料具备良好的碘吸附效果，经循环测试证明其优异的重复利用性能，操作简单，成本低，效率高，该发明提供了一种低毒、低污染的新型单质碘吸附材料，具有广阔的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种碘吸附材料，是一种可在液体及气态环境下吸附单质碘的新型材料及其制备方法。

背景技术

随着全球的发展，在各个国家日渐增长的能源需求下，而核能又作为一种绿色能源，首当其冲是作为各国争夺的绿色可靠能源，但在发展能源的同时，也会带来一些不可避免地潜在危险。例如，核废料的处理，这是一件非常棘手的问题，碘是一种高度可流动的气体，极易形成放射性的污染物，扩散在水以及空气中，且难以自行清除，严重的污染生态环境和危害人体健康，其中属放射性碘 129I和131I的危害最大，对生态环境和人类健康构成威胁。因此，对放射性碘的吸附研究一直受到相关领域研究者的高度关注。

目前，科学家们对碘吸附的研究较过去取得了很大的进展，例如一些多孔有机聚合物COFs、POPs等，其吸附效果尤为显著，但也存在一定的缺点：(1)COFs材料溶液分散性较差、形貌和尺寸不能得到有效控制等缺点在一定程度上限制了COFs材料的进一步应用；(2)POPs会抑制生物体免疫系统的功能，对生物降解、光解、化学分解作用有较高的抵抗能力，一旦被排放到环境中，它们难于被分解。因此，急需开发一种低毒、快速、高效以及可重复利用的可用于吸附碘元素的新型材料。

环糊精由6～12个D-吡喃葡萄糖单元构成，根据葡萄糖单元的分子数量不同，可以分为α-环糊精(α-CD)、β-环糊精(β-CD)和γ-环糊精(γ-CD)。在这三种环糊精中，β-环糊精应用最为广泛。由于β-环糊精特有外部疏水内部亲水的空腔结构，其能够与碘在内的一些化学物质形成稳定的包络物，从而可以应用于碘在内的一些化学污染物或核废物的治理。

发明内容

1.本发明要解决的技术问题是提供一种环糊精型碘吸附材料及其制备方法，从而实现低毒、高效、快速和可重复利用的吸附碘元素。操作简单且成本低，无毒，可一步室温合成，吸附性能好，效率高、无污染，在碘吸附市场极具应用价值，为生态环境的保护具有重大意义。

2.本发明提供了一种环糊精型碘吸附材料，其反应式和结构式如式2所示：

式2。

3.一种环糊精型碘吸附材料的制备方法，步骤如下：将α, β, γ-环糊精置于含有氢氧化钠的烧杯中，在常温的条件下，滴加三聚氯氰的THF溶液，形成的聚合物用DMF和水溶液洗涤三次，最后抽滤烘干得到白色固体材料。

4.一种高效、快速碘吸附的方法：采用上述所述的β-环糊精型化合物作为吸附剂，在液体环境下，利用紫外吸光度测量方法，可快速、高效的吸附溶液中单质碘，且吸附率达99%以上，随后用甲醇进行释放，可达到瞬时释放的效果，且释放率为100%。在固体环境下，将化合物和过量碘放置在135℃的烘箱内，利用重量法则测定吸附量，其吸附量可达800mg/g。于现有技术相比，本发明的优势在于：(1)本发明一种环糊精型碘吸附材料操作简单，没有繁琐的合成步骤和过程，可一步室温合成。(2)本发明一种β-环糊精型碘吸附材料吸附以及脱附方法方便、高效、快捷，吸附性能优越。

附图说明

图1为本发明环糊精型碘吸附材料的实物照片；

图2是本发明环糊精型碘吸附材料的扫描电子显微镜图；

图3为实施例2中环糊精材料对单质碘吸附前后的红外光谱(FTIR)图；；

图4为实施例1和实施例3中环糊精材料对单质碘吸附随时间的变化图之一；

图5为实施例1和实施例3中环糊精材料对单质碘吸附随时间的变化图之二；