芳香基有機(jī)多齒配體-瓜環(huán)多孔框架聚合物的控制合成與應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明芳香基有機(jī)多齒配體-瓜環(huán)多孔框架聚合物的控制合成與應(yīng)用，屬多維多孔穴瓜環(huán)基有機(jī)框架聚合物及合成方法與應(yīng)用，所述芳香基有機(jī)多齒配體-瓜環(huán)多孔框架聚合物為BTB3--Q[6]-NH4+和BTB3--Q[6]-Cs+，首先在一定條件下合成合成BTB3--Q[6]-Cs+，然后將BTB3--Q[6]-Cs+溶于稀鹽酸得BTB3--Q[6]-NH4+，BTB3--Q[6]-NH4+在一定濃度氨溶液中，在Cs+存在下，又而轉(zhuǎn)化為BTB3--Q[6]-Cs+，從而達(dá)到Cs+的分離與富集。本發(fā)明在常溫常壓下進(jìn)行，具有操作簡(jiǎn)單，快速，高效及產(chǎn)率高等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】芳香基有機(jī)多齒配體-瓜環(huán)多孔框架聚合物的控制合成與 應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明介紹屬于具有多維多孔穴瓜環(huán)基有機(jī)框架聚合物及合成方法與應(yīng)用。具體 的說(shuō)就是無(wú)序的瓜環(huán)（Cucurbit[/?]urils，Q[幻s)分子在溶液中，在含芳香基有機(jī)多齒配體 與Q[6]外壁的C-H· · ·π和JI· · ·JI堆砌作用下，有序排列而形成超分子自組裝單 體，這種超分子自組裝單體再通過(guò)金屬離子與瓜環(huán)端口羰基氧直接配位，從而形成瓜環(huán)基 多維多孔穴超分子聚合物。該超分子聚合物能夠選擇性捕捉堿金屬Cs+離子。

【背景技術(shù)】
[0002] 銫（Cs)元素自從1860年德國(guó)著名化學(xué)家本生和物理學(xué)家基爾戈夫第一次從德國(guó) 杜爾基姆礦泉水中用光譜分析方法被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，受到了世界各國(guó)科學(xué)家的普遍關(guān)注。銫最 重要的物理性質(zhì)是光電效應(yīng)，其在極微弱的光照作用下，就能放出電子。利用這種光電性質(zhì) 可實(shí)現(xiàn)一系列自動(dòng)控制。銫在霧中或夜間有吸收紅外線(xiàn)的能力，可制成光學(xué)儀器上的紅外 線(xiàn)輻射光源，還可制成紅外望遠(yuǎn)鏡，用于軍事偵察、邊防巡邏、軍艦夜航等。銫對(duì)放射線(xiàn)也很 敏感，可被制成放射線(xiàn)感受分辨器，應(yīng)用于航空探測(cè)鈾礦；還可以作成銫警報(bào)器，一旦有放 射性物質(zhì)逸出，就會(huì)發(fā)出警報(bào)，以防不測(cè)。銫金屬及其化合物和合金由于其獨(dú)特的性能而被 應(yīng)用到從軍事到民用工業(yè)，從尖端科學(xué)技術(shù)到人們的日常生活等各個(gè)領(lǐng)域。但自然界中存 在的稀堿金屬銫的含量很低，而且常與其它堿金屬元素共生。因此隨著高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅 猛發(fā)展，重稀堿金屬銫及其化合物被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于光纖、電子、發(fā)光、釬焊劑和含能 材料等各種材料中，而這些基礎(chǔ)和應(yīng)用工作首先需要解決的是銫的高效分離。此外，核工業(yè) 高放廢液的處理是環(huán)境科學(xué)和放射化學(xué)中極受關(guān)注的課題。廢液中含有的放射性核素137Cs 具有長(zhǎng)的半衰期（T1/2=30. 17)，是Y射線(xiàn)的主要來(lái)源，對(duì)環(huán)境存在著巨大的隱患。將137Cs 去除或回收，則不僅可以得到具有廣泛用途的放射性核素137Cs同時(shí)還可極大地降低廢液的 處理費(fèi)用，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0003] 瓜環(huán)（Cucurbit[n]urils或Q[/?]s)是大環(huán)化合物家族中的一種新型籠狀大環(huán)化 合物。它們是一類(lèi)由η個(gè)苷脲或烷基取代苷脲單元和2n個(gè)亞甲基橋連起來(lái)的具有兩端開(kāi) 口的大環(huán)籠狀化合物，瓜環(huán)（Qb])的化學(xué)式為（CRHRN409)"，結(jié)構(gòu)式示意如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種芳香基有機(jī)多齒配體-瓜環(huán)多孔框架聚合物的控制合成方法，所述芳香基有機(jī) 多齒配體-瓜環(huán)多孔框架聚合物為BTB3_-Q[6] -NH4+,其結(jié)構(gòu)式為{(NH4+)6 (H2O)6 (Q[6])3.2 (BTB).x H20}和 BTB3二Q[6]-Cs+，其結(jié)構(gòu)式為{Cs6 (H2O)6 (Q[6])3.2 (BTB).x H20}， 其特征在于BTB3_-Q[6] -NH4+和BTB3_-Q[6]-Cs+的合成方法為： (1) 將比8了8、〇[6]、銫鹽按摩爾比1:1.5?3:4.5?6配料分別稱(chēng)量； (2) 將Q[6]用水溶解； (3) 將H3BTB用水溶解，注入一半水體積的濃氨水； (4) 在攪拌狀態(tài)下步驟（3)溶液迅速加入步驟（2)的溶液中； (5) 將步驟（4)溶液強(qiáng)力攪拌12?24h，停止攪拌； (6 )將步驟（5 )的渾濁液離心所得白色粉末，室溫干燥得BTB3=Q [6]-Cs+ ; (7) 將步驟（6)所得 BTB3--QM-Cs+ ;溶于 0? OOlM HCl，生成 BTB3--Q[6] -NH4+,白色粉 末，離心分離，室溫干燥，得BTB3--QM -NH4+ ; (8) 將步驟（7)所得BTB3=Q[6] -NH4+ ;置于一定濃度的氨溶液，在Cs+存在條件下，又 可轉(zhuǎn)化為BTB3=Q[6]-Cs+ ;經(jīng)離心分離干燥得BTB3=Q[6]-Cs+白色粉末。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種芳香基有機(jī)多齒配體-瓜環(huán)多孔框架聚合物的控制合 成方法，其特征是所述芳香基有機(jī)多齒配體為4,4'，4' ' -苯-1，3, 5-三-苯甲酸，結(jié)構(gòu)式
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種芳香基有機(jī)多齒配體-瓜環(huán)多孔框架聚合物的控制合成 方法，其特征是步驟（8)所指的氨溶液濃度為V濃氨水：V水=1 : 4?6。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種芳香基有機(jī)多齒配體-瓜環(huán)多孔框架聚合物的控制合成 方法，其特征在于步驟（8)與步驟（7)可反復(fù)進(jìn)行。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種芳香基有機(jī)多齒配體-瓜環(huán)多孔框架聚合物的控制合成方 法的應(yīng)用，其特征是利用本發(fā)明所得的芳香基有機(jī)多齒配體-瓜環(huán)多孔框架聚合物的控制 合成產(chǎn)物BTB3=Q [6] -Cs+在稀酸溶液中釋放Cs+形成BTB3=Q [6] -NH4+, BTB3=Q [6] -NH4+在 含Cs+溶液中捕獲Cs+生成BTB3=Q[6]-Cs+，如此反復(fù)進(jìn)行，可以從離子混合溶液中分離銫， 并達(dá)到富集銫的作用。
【文檔編號(hào)】C07F1/00GK104327101SQ201410538187
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】孫為銀, 陳凱, 魯藝 申請(qǐng)人:南京大學(xué)