[发明专利]一种含磺酸基的共轭微孔铯离子交换剂及其制备方法

说明书

本发明属于高分子离子交换剂技术领域，公开了一种含磺酸基的共轭微孔铯离子交换剂及其制备方法，所述的制备方法包括：S1.以1,3,5‑三[(4‑乙炔基)苯基]苯、4,4’‑二溴联苯、1,6‑二溴芘为原料制备共轭微孔聚合物；S2.将步骤S1制备的共轭微孔聚合物置于二氯乙烷中常温搅拌溶胀，然后在冰浴条件下逐滴加入氯磺酸，得到混合物溶液a；S3.将混合物溶液a置于冰水中进行淬灭，得到粗产物b；S4.利用去离子水和甲醇将粗产物b过滤洗涤至中性，然后再依次经过甲醇索氏提取纯化及真空干燥后得到含磺酸基的共轭微孔铯离子交换剂。综上，本发明制备的共轭微孔铯离子交换剂具有大量磺酸基吸附活性位点，由此能有效提高平衡吸附量和吸附选择性。

技术领域

本发明属于高分子离子交换剂技术领域，具体涉及一种含磺酸基的共轭微孔铯离子交换剂及其制备方法。

背景技术

沉淀法、萃取法和离子交换法是常用的铯分离方法。其中：

沉淀法对高浓度Cs+的去除有很好的效果，但在目标物质浓度较低的体系中使用，会大大增加成本。

溶剂萃取法具有极高的选择性，可以有效地去除低浓度体系中的Cs+，然而萃取剂不可避免的流失、需要强酸或强碱环境、萃取剂价格高、萃取使用时需添加大量有机稀释剂等问题仍然限制了该技术的发展。

离子交换法因其可以有效地去除低浓度体系中的Cs+、吸附量大、成本低、污染小而被人们寄予厚望，按照离子交换剂的组成可分为无机离子交换剂和有机离子交换剂，但现有的无论何种离子交换剂均存在自身稳定性较差、吸附后回收难度大、且易产生团聚而导致吸附速率及脱附速率降低等问题。

共轭微孔聚合物(CMPs)骨架一般由轻质元素通过强共价键连接而成，含有大量苯环和三键，主链刚性强，热稳定性和化学稳定性高，难溶于各种溶剂，且具有比表面积高、活性位点多等优点，基于此申请人则在本申请中提出一种以共轭微孔聚合物骨架为载体的用于铯分离的离子交换剂。

发明内容

鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，本发明的目的在于提供一种含磺酸基的共轭微孔铯离子交换剂及其制备方法。

一种含磺酸基的共轭微孔铯离子交换剂的制备方法，包括如下步骤：

S1.以1,3,5-三[(4-乙炔基)苯基]苯、4,4’-二溴联苯、1,6-二溴芘为原料制备共轭微孔聚合物；

S2.将步骤S1制备的共轭微孔聚合物置于二氯乙烷中常温搅拌溶胀，然后在冰浴条件下逐滴加入氯磺酸，得到混合物溶液a；

S3.将混合物溶液a置于冰水中进行淬灭反应，得到粗产物b；

S4.利用去离子水和甲醇将粗产物b过滤洗涤至中性，然后再依次经过甲醇索氏提取纯化及真空干燥后得到含磺酸基的共轭微孔铯离子交换剂。

优选的，所述含磺酸基的共轭微孔铯离子交换剂为棕色固体。

优选的，所述共轭微孔聚合物与所述氯磺酸的混合质量比为1：40～45(优选为1：43.8)，所述二氯乙烷与所述氯磺酸的混合体积比为2～3：1(优选为2.6：1)。

优选的，共轭微孔聚合物置于二氯乙烷中常温搅拌0.5～3h(优选2h)，以此使共轭微孔聚合物完全溶胀。

优选的，在冰浴条件下逐滴加入氯磺酸并常温搅拌10～70h(优选为60h)。

优选的，所述甲醇索氏提取纯化时间为80h。

优选的，以1,3,5-三[(4-乙炔基)苯基]苯、4,4’-二溴联苯、1,6-二溴芘为原料制备共轭微孔聚合物时包括如下步骤：