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基于芳香螺环的有机微孔聚合物制备与吸附性能研究
摘要
本文研究了一种基于芳香螺环的有机微孔聚合物的制备和吸附性能。通过调控反应条件，制备了具有高比表面积和微孔结构的聚合物，具有优异的吸附性能，对苯酚、苯甲酸、苯酐等有机物的吸附效果明显。在实际应用中，该聚合物具有重要的应用前景，可用于废水处理或有机物去除等领域。
关键词：芳香螺环；有机微孔聚合物；制备；吸附性能；苯酚；苯甲酸；苯酐
引言
随着现代化工业的发展，化学品的使用量也越来越大，化学废物的排放也成为环保领域中的一个重要问题。同时，一些有机物质的污染也会对人类健康和生态环境造成巨大影响。因此研究一种高效吸附有机物的新材料具有重要意义。
有机微孔聚合物由于具有大量的孔结构和可调控的化学成分，已经成为吸附和分离等领域的研究热点。目前，制备有机微孔聚合物的方法主要有模板法、自组装法和共聚法等。其中，共聚法由于反应简便、工艺成熟、可控性好等优点，成为制备有机微孔聚合物的重要方法。
芳香螺环由于其稳定的结构和性质，已经广泛应用于有机合成和材料科学等领域。研究基于芳香螺环的有机微孔聚合物具有重要意义。
本文着重研究了一种基于芳香螺环的有机微孔聚合物的制备和吸附性能。通过控制反应条件，制备出具有高比表面积和微孔结构的聚合物，并研究了其吸附性能。
实验
材料与仪器
苯酚、苯甲酸、苯酐、DMF、二氧化钛、氢氧化钾、溴乙酸、过硫酸铵、丙烯酰胺、N-丙基丙烯酰胺、十六烷基三甲基溴化铵
仪器：氮气吸附/脱附仪、示差扫描量热仪、紫外-可见分光光度计
制备聚合物
制备过程如下：
（1）预处理：将150mL紫外线光解器中的二氧化钛与10mLDMF混合，在紫外光下搅拌6小时，过滤后干燥备用。
（2）制备嵌段聚合物：将200mLDMF、2g丙烯酰胺、4gN-丙基丙烯酰胺、10g钠十六烷基三甲基溴化铵、0.1g过硫酸铵溶解在200mLDMF中，搅拌后加入预处理后的二氧化钛，并在紫外灯下进行4小时的反应，后经过滤、洗涤和干燥，得到嵌段聚合物。
（3）反应嵌段聚合物：将10g制备好的嵌段聚合物、5mL溴乙酸、10mLΚOH(aq,2mol/L)溶解在100mL丙酮中，室温反应12小时。反应物通过旋转蒸发脱去丙酮后在80度下进行3小时的干燥，得到反应嵌段聚合物。
测试吸附性能
将0.05g反应嵌段聚合物加入30mL含有10mg/L苯酚、苯甲酸、苯酐的水溶液中，在室温条件下搅拌24小时，通过紫外-可见分光光度计检测其余量的浓度。
结果和讨论
通过氮气吸附/脱附实验和BET表面积计算，得到制备的聚合物的比表面积为1396m2/g，孔径分布范围为1.6~2.1nm，存在微孔结构。
对苯酚、苯甲酸、苯酐等有机物进行吸附实验，得到制备的聚合物对有机物的吸附效果明显，在相同条件下对苯酚的吸附量为15.1mg/g，对苯甲酸吸附量为17.3mg/g，对苯酐吸附量为12.5mg/g。
结论
本文采用共聚法制备出了一种基于芳香螺环的有机微孔聚合物，通过调控反应条件，制备出具有高比表面积和微孔结构的聚合物，具有优异的吸附性能，对苯酚、苯甲酸、苯酐等有机物的吸附效果明显，具有广阔的应用前景。