一種選擇性凝膠化苯胺(或取代苯胺)的有機小分子凝膠劑及其應用的製作方法
2023-10-10 20:55:44 1
專利名稱：一種選擇性凝膠化苯胺(或取代苯胺)的有機小分子凝膠劑及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種能夠選擇性凝膠化的有機小分子凝膠劑，特別是一種能夠選擇性 凝膠化苯胺(或取代苯胺)與水混合物中苯胺(或取代苯胺)溶劑的有機小分子凝膠劑及 利用其處理高濃度苯胺(或取代苯胺)廢水，屬於超分子化學領域。
背景技術：
有機小分子凝膠是有機小分子凝膠齊[J (low-molecularmass organic gelators, LMOGs)在有機溶劑或水中自發地聚集、組裝成有序結構，進而使整個體系凝膠化成為熱可 逆的軟性材料。凝膠的形成是凝膠劑分子的自組裝過程，也是凝膠劑分子和溶劑相互作用 的結果。有機小分子凝膠一般是由很少量的有機小分子凝膠劑通過分子間的非共價相互作 用(氫鍵力、靜電力、範德華力以及η-η相互作用等)將大量的有機溶劑分子或水分子 固定在凝膠的網絡中，使體系形成果凍狀的結構，這些熱可逆的軟性材料在流變學行為上 與固體相似。可根據需要在小分子凝膠劑結構上引入可調控基團或可反應基團。與傳統 的由共價鍵交聯而形成的三維網狀結構的高分子或生物凝膠不同，有機小分子凝膠具有熱 可逆性和對外部環境變化的敏感特性。由於有機小分子凝膠劑具有確定的分子量，分子結 構易於設計和修飾，且有機凝膠在微觀結構上具有顯著分散性、熱可逆性、對溶劑的化學敏 感性以及聚集體的結構特殊性等使得其在催化、化學傳感、藥物傳遞和納米無機材料模板 等方面具有一定的應用價值。已有報導(Bhattacharya, S. et al. Chem. Commun. 2001，185 ； R. Trivedi, D. et al. Chem. Eur. J. 2004，10,5311 ；Debnath, S. et al. Chem. Eur. J. 2008，14， 6870 ；Xue, M. et al. Tetrahedron,2009,65, 3369 ；Jadhav, S. R. et al. Angew. Chem. , Int. Ed. 2010,49,7695)利用有機小分子凝膠劑對油和水的選擇性凝膠化來分離油水混合物，或 利用有機小分子凝膠劑對甲苯等芳烴和水的選擇性凝膠化來分離甲苯等芳烴與水混合物。 現有技術中，能夠選擇性凝膠化苯胺或取代苯胺類溶劑與水的混合物中苯胺或取代苯胺類 溶劑的有機小分子凝膠劑，尚未見報導。含苯胺類物質的廢水一般汙染物濃度高、毒性大，對環境汙染十分嚴重。目前國內 外處理苯胺類廢水的方法主要有物理法(吸附法、溶劑萃取法)、化學法(氧化法、微電解 法)、生物法等。化學方法處理含苯胺類物質廢水的成本較高，將有機物分解，不利於資源的 循環利用。由於苯胺類物質的生物降解性差，現有的生化處理系統難以有效去除汙染。由 於成本低及資源可再生利用等特點，採用物理法處理技術具有很大的發展潛力，但常規的 吸附劑或者存在吸附劑再生費用高，且再生後的吸附性能下降；或者存在吸附選擇性差，導 致吸附的物質難以回收利用等。溶劑萃取也存在溶劑損失和由此引起的二次汙染問題。因 此，對含苯胺類物質的廢水尋找新的物理處理技術已成為一種發展趨勢。
發明內容
本發明的目的在於提供一種選擇性凝膠化苯胺(或取代苯胺)的有機小分子凝膠劑，它既能夠凝膠化苯胺或取代苯胺類溶劑，又能夠選擇性凝膠化苯胺或取代苯胺類溶劑 與水的混合物中苯胺或取代苯胺類溶劑。本發明的目的還在於提供用該有機小分子凝膠劑來處理高濃度含苯胺(或取代 苯胺)廢水的方法，可以較大程度的提高廢水中的苯胺或取代苯胺去除率和回收率，使得 處理後的廢水經適度處理後能夠達標排放，並且回收苯胺或取代苯胺後，有機小分子凝膠 劑可以循環利用。為實現上述發明目的，本發明提供的一種選擇性凝膠化苯胺(或取代苯胺)的有 機小分子凝膠劑的分子結構通式如下
權利要求
1. 一種選擇性凝膠化苯胺(或取代苯胺)的有機小分子凝膠劑，其特徵是分子結構通 式如下
2.一種如權利要求1所述選擇性凝膠化苯胺(或取代苯胺)的有機小分子凝膠劑的應 用，用於分離苯胺(或取代苯胺)與水的混合物的方法，其特徵是包括以下步驟(1)向含苯胺或取代苯胺的水中加入有機小分子凝膠劑，加入的有機小分子凝膠劑的 質量為苯胺或取代苯胺含量的0. 1%，充分混合併加熱至有機小分子凝膠劑溶解，停 止加熱，在室溫下靜置分相；(2)通過過濾或傾析，將生成的有機凝膠與水層分離；(3)將步驟( 分離出的有機凝膠在常壓或減壓下蒸餾，使有機小分子凝膠劑與苯胺 或取代苯胺分離；(4)將步驟( 分離出的有機小分子凝膠劑重複用於步驟(1)來選擇性凝膠化含苯胺 或取代苯胺的水中的苯胺或取代苯胺。
3.—種如權利要求1所述選擇性凝膠化苯胺(或取代苯胺)的有機小分子凝膠劑的應 用，用於處理高濃度含苯胺(或取代苯胺)廢水的方法，其特徵是包括以下步驟(1)向含苯胺或取代苯胺的廢水中加入有機小分子凝膠劑，其加入量為廢水中所含苯 胺或取代苯胺質量的0. 1%，充分混合併加熱至有機小分子凝膠劑溶解，停止加熱， 在室溫下靜置分相；(2)通過過濾或傾析，將生成的有機凝膠與水層分離；(3)將上述步驟( 分離出的不含苯胺或取代苯胺的廢水再經適度處理後即可達標排放；(4)將上述步驟( 分離出的有機凝膠在常壓或減壓下蒸餾，可以使有機小分子凝膠 劑與苯胺或取代苯胺分離，實現苯胺或取代苯胺的回收利用；(5)將上述步驟( 分離出的有機小分子凝膠劑重複用於上述步驟(1)來選擇性凝膠 化廢水中的苯胺或取代苯胺，實現有機小分子凝膠劑的循環利用。
全文摘要
本發明公開了一種由以下通式表示的選擇性凝膠化有機小分子凝膠劑。該有機小分子凝膠劑為結構簡單、容易合成的低分子有機化合物，使用少量也能夠顯示選擇性凝膠化苯胺(或取代苯胺)與水混合物中苯胺(或取代苯胺)溶劑的能力。因此，所述衍生物可用於分離苯胺(或取代苯胺)與水混合物中苯胺(或取代苯胺)，也可用於高濃度苯胺(或取代苯胺)廢水的處理，使苯胺得到回收利用，而且有機小分子凝膠劑可以循環使用。
文檔編號C02F1/28GK102139203SQ20111000836
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月14日 優先權日2011年1月14日
發明者於心怡, 於海濤 申請人:河北師範大學