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专利号: 2021101764402
申请人: 扬州工业职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2025-04-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种复合废气吸附材料,其特征在于,所述吸附材料是具有双配体的MOF吸附材料,其中,所述双配体为刚性聚合物配体和生物质配体,所述刚性聚合物配体为含噁二唑结构的聚喹啉,所述生物质配体为丙烯酸接枝纳米纤维素;

所述刚性聚合物配体的制备过程为:将间苯二甲酸先后经硝化、酯化、还原得到化合物

1;

在反应瓶中加入化合物1、无水甘油和催化量的五氧化二砷,振荡使其混合均匀,冰浴条件下,边搅拌边缓慢滴入浓硫酸,滴加完成后回流反应2‑3h,趁热进行水蒸气蒸馏,直至馏分由浅黄色变为无色为止,冷却至室温,慢慢滴加氢氧化钠溶液调节pH=6,改用饱和碳酸钠溶液中和至中性,随后继续水蒸气蒸馏出产物,抽滤收集析出物,用80%乙醇重结晶制得化合物2;

将化合物2、乙醇和水合肼加入圆底烧瓶中,回流24 h,冷却,抽滤,用DMF和水的混合溶剂进行重结晶,得到化合物3;

将化合物3加入反应瓶中,加入氯化锂、三乙胺和溶剂NMP,搅拌下缓慢滴加间苯二甲酰氯的NMP溶液,在80℃下搅拌反应3h,冷却后在甲醇中沉淀析出,抽滤,用水和乙醇洗涤,干燥得到聚合物4;

将聚合物4和POCl3加入至反应瓶中,回流8 h,用冰水终止反应,抽滤,依次用水、饱和碳酸钠溶液、水和乙醇洗涤,干燥后加少量THF使其溶解,之后在无水甲醇中沉淀,过滤、干燥得到含噁二唑结构的聚喹啉,即所述刚性聚合物配体;

所述生物质配体的制备过程为:

将纤维素研磨后加到反应瓶中,用65% H2SO4溶液在50‑55 ℃下催化降解纤维素,搅拌3 h后冷却至室温,水洗并离心数次,随后超声分散得到NCC悬浮液;

将NCC悬浮液和5‑10倍量的丙烯酸加入到反应瓶中,升温至80℃,边搅拌边逐滴滴加引发剂的水溶液,滴加完成后继续搅拌反应30 min,将聚合反应产物用乙酸乙酯在室温下萃取,之后通过旋转蒸发仪除去溶剂,干燥得所述生物质配体。

2.一种如权利要求1所述的复合废气吸附材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一、制备刚性聚合物配体:

以间苯二甲酸为起始原料通过系列有机合成制得;

步骤二、制备生物质配体:

以过硫酸钾为引发剂,在纳米纤维素晶须上接枝丙烯酸单体,制得所述生物质配体;

步骤三、制备MOF吸附材料:

将所述刚性聚合物配体、生物质配体和金属锌盐溶液溶解在DMF中,随后将该混合物转移至高压釜中密封反应;反应完成后冷却清洗,得到所述具有双配体的MOF材料,将MOF材料通过高温热处理,最终制得所述复合废气吸附材料。

3.如权利要求2所述的复合废气吸附材料的制备方法,其特征在于,所述步骤三中,刚性聚合物配体、生物质配体和金属锌盐的摩尔比为2 5:1 2:1.5 3。

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4.如权利要求2所述的复合废气吸附材料的制备方法,其特征在于,所述步骤三中,金属锌盐选自六合水硝酸锌、二水合乙酸锌、氯化锌或溴化锌中的一种。

5.如权利要求2所述的复合废气吸附材料的制备方法,其特征在于,所述步骤三中,密封反应的温度为100‑120 ℃,反应时间为24‑48 h;高温热处理的条件为:在氮气氛围中,温度设置为700 900℃之间,处理2‑5h。

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