一种单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料及其制备方法和应用

本发明属于多孔材料的制备领域，具体涉及一种单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在过去的几十年里，随着石油工业的飞速发展，在提取、运输和储存过程中不慎泄露的石油和由其衍生而来的多种有机物，会对海洋和陆地生态造成巨大的危害。硝基苯酚是一种有害的、不可生物降解的有毒化合物，会导致许多疾病的发生。4-硝基苯酚(4-np)作为一种典型的硝基化合物，可用作农药、染料和药物的中间体。由于其高水溶性和优异的化学稳定性，4-np易富集在生物体中，并且在环境中能停留相当长的时间，从而导致严重的生态问题，对人类和动物的健康造成危害，并有致癌作用，因此，如何有效地从废水中去除4-np受到广泛关注。

2、迄今为止，研究人员们已经开发了各种传统方法来提高废水中4-np的去除效率，例如吸附、光催化降解、氧化降解等。然而，这些方法通常具有高投资成本和较长的运行时间，并且容易受到二次污染。近年来，研究人员发现用nabh4可以有效将4-np还原为毒性较小且可生物降解的4-氨基苯酚(4-ap)。另一方面，4-ap也是一种广泛使用的工业材料，可以用于制备镇痛和解热药物、染料和防腐润滑剂等，具有商业意义。因此，将4-np还原为4-ap在环境保护和工业应用中起着重要作用。同时，该方法具有操作过程简单、反应条件温和，且4-np完全转化为4-ap而不形成副产物等优点。但是，这种反应需要加入催化剂才能进行。因此，研究可用于降解4-np并生成4-ap的高效催化剂具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明提供了一种降解4-np并生成4-ap的高效催化剂的制备方法：一种单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料的制备方法。

2、该单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料的制备方法包括以下步骤：

3、s1：吡喃酮与活性亚甲基单体knoevenagel缩合反应，冷却至室温，在剧烈搅拌下滴加至冰水中，过滤，得到吡喃腈中间体1；

4、s2：所述吡喃腈中间体1和醛类衍生物knoevenagel缩合反应，过滤，得到吡喃腈中间体2；

5、s3：所述吡喃腈中间体2和氧化剂fecl3加热回流反应，过滤，用索氏提取器提取，得到多孔材料1；

6、s4：所述多孔材料1和季铵盐反应得到多孔阳离子材料2，所述多孔阳离子材料2和铂试剂反应得到所述单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料。

7、进一步地，所述活性亚甲基单体的结构式为：

8、

9、所述醛类单体的结构式为：

10、

11、进一步地，步骤s1中所述吡喃酮和所述活性亚甲基单体的摩尔比为1：(1～2)。

12、进一步地，步骤s1中所述吡喃酮与所述活性亚甲基单体knoevenagel缩合反应条件为：乙酸酐或二甲基甲酰胺为溶剂，回流温度控制为150～170℃，回流时间2～6小时。

13、进一步地，步骤s2中所述吡喃腈中间体1和所述醛类衍生物knoevenagel缩合反应条件为：惰性气氛下，无机碱或哌啶为催化剂，乙腈或者乙醇为溶剂，60～120℃下回流时间24～48小时。

14、进一步地，步骤s2中包括在过滤后的干燥过程，干燥条件为在60～120℃下真空干燥1天。

15、进一步地，步骤s3中所述吡喃腈中间体2和所述氧化剂fecl3加热回流反应条件为：惰性气氛下，溶剂为无水二氯甲烷或者三氯甲烷，65～85℃冷凝回流下持续搅拌48～72小时。

16、进一步地，所述knoevenagel缩合反应中溶剂选自二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、1,4-二氧六环、乙酸酐、均三甲苯、邻二氯苯、乙腈、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷和正丁醇中的一种或多种。

17、本发明的一个目的是提供一种单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料。

18、该单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料通过如上任一项所述的制备方法制备。

19、本发明的一个目的是提供一种如上所述的单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料在硝基苯酚的光催化还原中的应用。

20、本发明提供的单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料的制备方法反应条件温和，操作简单等；制备的单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料具有良好的热稳定性和优异的光催化还原能力等；所制备的单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料在处理对硝基苯酚污水中具有潜在的应用前景。

技术特征：

1.一种单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料的制备方法，其特征在于，所述活性亚甲基单体的结构式为：

3.如权利要求1所述的单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述吡喃酮和所述活性亚甲基单体的摩尔比为1：(1～2)。

4.如权利要求1所述的单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述吡喃酮与所述活性亚甲基单体knoevenagel缩合反应条件为：乙酸酐或二甲基甲酰胺为溶剂，回流温度控制为150～170℃，回流时间2～6小时。

5.如权利要求1所述的单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述吡喃腈中间体1和所述醛类衍生物knoevenagel缩合反应条件为：惰性气氛下，无机碱或哌啶为催化剂，乙腈或者乙醇为溶剂，60～120℃下回流时间24～48小时。

6.如权利要求1所述的单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中包括在过滤后的干燥过程，干燥条件为在60～120℃下真空干燥1天。

7.如权利要求1所述的单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述吡喃腈中间体2和所述氧化剂fecl3加热回流反应条件为：惰性气氛下，溶剂为无水二氯甲烷或者三氯甲烷，65～85℃冷凝回流下持续搅拌48～72小时。

8.如权利要求1所述的单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料的制备方法，其特征在于，所述knoevenagel缩合反应中溶剂选自二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、1,4-二氧六环、乙酸酐、均三甲苯、邻二氯苯、乙腈、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷和正丁醇中的一种或多种。

9.一种单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料，其特征在于，通过权利要求1-8任一项所述的制备方法制备。

10.如权利要求9所述的单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料在硝基苯酚的光催化还原中的应用。

技术总结本发明属于多孔材料的制备领域，提供了一种单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料的制备方法。该单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料的制备方法包括以下步骤：S1：吡喃酮与活性亚甲基单体Knoevenagel缩合反应得到吡喃腈中间体1；S2：吡喃腈中间体1和醛类衍生物Knoevenagel缩合反应得到吡喃腈中间体2；S3：吡喃腈中间体2和氧化剂FeCl<subgt;3</subgt;加热回流反应得到多孔材料1；S4：多孔材料1和季铵盐反应得到多孔阳离子材料2，多孔阳离子材料2和铂试剂反应得到单点锚定氯铂酸阴离子的多孔阳离子材料。本发明提供的制备方法反应条件温和，操作简单等；制备产物具有可调的比表面积，良好的热稳定性和优异的光催化还原能力，在处理对硝基苯酚污水中具有潜在的应用前景。技术研发人员：周仕元,王丹凤,顾培洋,张艳受保护的技术使用者：常州大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18