CN115404696B - 一种多巴胺醌纤维及其制备方法、应用、应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于材料技术领域，提供了一种多巴胺醌纤维及其制备方法、应用、应用方法，其中，所述多巴胺醌纤维的结构通式为：本发明通过腈纶纤维和多巴胺盐酸盐进行反应使多巴胺醌负载在腈纶纤维表面而得到的多巴胺醌纤维是一种用于去除阳离子表面活性剂的高效吸附剂，同时又是一种资源化利用污染物催化转化CO2的高效催化剂，可以实现在温和条件下对污染物苯扎氯铵二次利用以及将CO2转化为化工产品，仅使用0.8mol％的催化用量就可在低温低压的条件下获得90％以上的产率，具有较强的吸附能力和较高的催化反应活性，反应更环保，适用范围更广，资源更节约。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域，尤其涉及一种多巴胺醌纤维及其制备方法、应用、应用方法。
背景技术
在可持续化学和工程学中，环境污染和能源短缺已成为两个主要问题，许多工作已着手解决。为了解决这些问题，化学家已经研发出大量新颖的材料，并表现出优异的吸附能力或催化能力。
苯扎氯铵(DDBAC)是一种常见的阳离子表面活性剂，在医院，食品加工业和个人护理产品中被广泛用作消毒剂，最终被排放到水环境中不仅污染地下水而且会进一步诱导人体垂体(GH3)细胞发生毒性异变。据文献报道，多种方法已经被用于从模拟或实际污水中去除阳离子表面活性剂。其中吸附法具有简便、经济的优点，因此具有更广泛的适用性，尤其是负载型吸附剂几乎没有二次污染较小分子吸附剂更受关注。近年来，多种材料已被研究用作吸附剂的载体，包括沸石，二氧化硅，石墨烯，复合材料，磁性Fe3O4和有机聚合物。但是，它们具有成本高、吸附能力差、制备困难等一系列问题。因此，制备高效的非均相吸附剂并进一步实现绿色应用符合绿色发展理念也具有较高的研究价值。
另外，温室效应已成为全球气候问题之一，迄今为止，科研工作者主要从源头上减少CO2排放和固定转化污染排放物CO2两个方面治理温室效应。其中，最实用的CO2固定方法是用环氧化物环化生成环状碳酸酯，这些环状碳酸酯可用作极性非质子溶剂，燃料添加剂以及聚碳酸酯或异氰酸酯的工业原料。高效催化剂对于这种转化至关重要，可以避免在高温高压条件下反应，实现安全生产的目的。
然而，现有的吸附剂和催化剂存在功能单一、资源耗费大的问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种多巴胺醌纤维，旨在解决现有的吸附剂和催化剂存在功能单一、资源耗费大的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种多巴胺醌纤维，所述多巴胺醌纤维的结构通式如下：
本发明实施例的另一目的在于一种多巴胺醌纤维的制备方法，包括：
在反应容器中加入腈纶纤维、多巴胺盐酸盐、强碱弱酸盐、水以及1,4-二氧六环，于温度为80～120℃的条件下氮气保护回流17～20h后再鼓入空气或氧气反应20～40min，反应结束后，经洗涤以及干燥处理，即得。
本发明实施例的另一目的在于一种所述的多巴胺醌纤维在吸附阳离子表面活性剂中的应用。
本发明实施例的另一目的在于一种所述的多巴胺醌纤维在催化转化二氧化碳中的应用。
本发明实施例的另一目的在于一种所述的多巴胺醌纤维在催化转化二氧化碳中的应用方法，包括：
将所述的多巴胺醌纤维利用氯离子亲核进攻反应吸附苯扎氯铵，得到纤维催化剂；
将环氧化合物和所述纤维催化剂置于反应容器中，通入二氧化碳进行催化转化反应，得到环状碳酸酯。
本发明实施例通过以腈纶纤维和多巴胺盐酸盐为原料进行反应使多巴胺醌负载在腈纶纤维表面而得到的多巴胺醌纤维，是一种用于去除阳离子表面活性剂的高效吸附剂，同时又是一种资源化利用污染物催化转化CO2的高效催化剂，可以实现在温和条件下对污染物苯扎氯铵二次利用以及将CO2转化为化工产品，仅使用0.8mol％的催化用量就可在低温低压的条件下获得90％以上的产率，具有较强的吸附能力和较高的催化反应活性，反应更环保，适用范围更广，资源更节约。
附图说明
图1是本发明实施例提供的不同增重的多巴胺醌纤维对苯扎氯氨的吸附曲线图；
图2是本发明实施例提供的腈纶纤维以及多巴胺醌纤维的扫描电镜图；
图3是本发明实施例提供的多巴胺醌纤维的FT-IR图；
图4是本发明实施例提供的多巴胺醌纤维对阳离子表面活性剂的吸附选择性的柱状图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
迄今为止，可能由于复杂的吸附过程或材料的表面性质难以控制，尚未开发出某种特定材料在吸附环境污染物之后又可继续被应用为环境友好且对能源科学有利的原位催化剂。尽管一些原位制备的金属材料在环境和高能转化中是出色的催化剂，但难以固定有机小分子并实现原位催化相关反应。
本发明实施例为了解决现有的吸附剂和催化剂存在功能单一资源耗费大的缺陷，利用污染物苯扎氯铵(DDBAC)的特殊结构，以及功能化纤维本体可提供的催化位点苯氧基负离子，设计合成了一种多巴胺醌纤维，该功能材料可以实现先吸附污染物而后原位催化二氧化碳转化。
在本发明实施例中，所述多巴胺醌纤维的结构通式如下：
在本发明实施例中，所述多巴胺醌纤维是通过腈纶纤维的氰基和多巴胺盐酸盐的氨乙基进行反应以使多巴胺醌负载在腈纶纤维表面而得。
在本发明实施例中，聚丙烯腈纤维(PANF)同时具有大量氰基与甲氧羰基，可通过化学反应对其修饰，是制备吸附剂和非均相催化剂的理想载体，可以同时适用于吸附和催化反应。
本发明实施例提供的一种多巴胺醌纤维的制备方法，包括：
在反应容器中加入腈纶纤维、多巴胺盐酸盐、强碱弱酸盐、水以及1,4-二氧六环，于温度为80～120℃的条件下氮气保护回流17～20h后再鼓入空气或氧气反应20～40min，反应结束后，经洗涤以及干燥处理，即得。
在本发明实施例中，回流温度较高，反应更充分；回流时间长，所得纤维增重大,但是时间过久，所得纤维机械强度过低。
在本发明实施例中，多巴胺醌的负载化步骤过程是通过腈纶纤维中氰基与多巴胺盐酸盐的氨乙基反应实现，但在该反应过程中多巴胺聚合迅速同时不易控制酚的氧化，故功能化官能团不单一，经本发明研究发现解决该问题的方法可以通过控制氮气保护和氧气鼓入时间。
在本发明实施例中，所述腈纶纤维与多巴胺盐酸盐的质量比为(5-7):(17-23)。
在本发明实施例中，所述强碱弱酸盐为碳酸钾或者碳酸钠。
在本发明一个优选实施例中，所述在反应容器中加入腈纶纤维、多巴胺盐酸盐、强碱弱酸盐、水以及1,4-二氧六环，于温度为80～120℃的条件下氮气保护回流17～20h后再鼓入空气或氧气反应20～40min的步骤，包括：
在反应容器中加入5～7g腈纶纤维、17～23g多巴胺盐酸盐、9～13g强碱弱酸盐、100～140mL水以及100～140mL 1,4-二氧六环，于温度为80～120℃的条件下氮气保护回流17～20h后再鼓入空气或氧气反应20～40min。
在本发明实施例中，碱性环境利于接枝反应；水过多会导致增重过低，功能化不够。强碱弱酸盐与多巴胺必须摩尔量比为1：1。
本发明实施例还提供了一种上述的多巴胺醌纤维在吸附阳离子表面活性剂中的应用。
本发明实施例还提供了一种上述的多巴胺醌纤维在催化转化二氧化碳中的应用。
本发明实施例还提供了一种上述的多巴胺醌纤维在催化转化二氧化碳中的应用方法，包括：
将上述的多巴胺醌纤维利用氯离子亲核进攻反应吸附苯扎氯铵，得到纤维催化剂；
将环氧化合物和所述纤维催化剂置于反应容器中，通入二氧化碳进行催化转化反应，得到环状碳酸酯。
在本发明实施例中，所述将上述的多巴胺醌纤维利用氯离子亲核进攻反应吸附苯扎氯铵，得到纤维催化剂的步骤，具体包括：
将上述的多巴胺醌纤维放入浓度为300～600ppm的苯扎氯铵溶液中，调节pH至8～10，于温度为298～303K的条件下反应吸附30～180min，得到纤维催化剂。
在本发明实施例中，上述环氧化合物用量为纤维催化剂中苯扎氯铵含量的12.5当量。
值得注意的是，本发明着眼于多功能化纤维的制备，最大程度的实现绿色循环使用。探究多巴胺醌纤维吸附苯扎氯铵的原理确定了多巴胺醌纤维PANdpqF和纤维催化剂DDBAC@PANdpqF结构，进一步利用吸附的长链阳离子苯扎氯铵作催化位点催化转化CO2反应，最终确定了该多巴胺醌纤维具有较强的吸附能力和较高的催化反应活性，具有很强的创新性和连续性，反应更环保。
以下给出本发明某些实施方式的实施例，其目的不在于对本发明的范围进行限定。
另外，需要说明的是，以下实施例中所给出的数值是尽可能精确，但是本领域技术人员理解由于不可能避免的测量误差和实验操作问题，每一个数字都应该被理解为约数，而不是绝对准确的数值。例如，由于称量器具的误差，关于各实施例制备多巴胺醌纤维的各原料的重量值，应该理解为其可能具有±2％或±1％的误差。
实施例1
将6.0g干燥的腈纶纤维、19.0g(0.10mol)多巴胺盐酸盐、11.0g(0.11mol)无水碳酸钠，100mL水、100mL1,4-二氧六环加入到500mL单口烧瓶中，100℃下氮气保护加热回流18h后再鼓入空气反应20min，用75℃蒸馏水反复洗涤并用索式提取器乙醇回流洗涤6h至中性。在60℃条件下真空干燥12h后得到多巴胺醌纤维PANdpqF，PANdpqF增重为6.9％，官能度为0.3mmol/g。
实施例2
将6.0g干燥的腈纶纤维、19.0g(0.10mol)多巴胺盐酸盐、12.0g(0.12mol)无水碳酸钠，120mL水、120mL1,4-二氧六环加入到500mL单口烧瓶中，110℃下氮气保护加热回流18.5h后再鼓入空气反应20min，用75℃蒸馏水反复洗涤并用索式提取器乙醇回流洗涤6h至中性。在60℃条件下真空干燥12h后得到多巴胺醌纤维PANdpqF，PANdpqF增重为14.3％，官能度为0.8mmol/g。
实施例3
将6.0g干燥的腈纶纤维、20.8g(0.11mol)多巴胺盐酸盐、11.0g(0.11mol)无水碳酸钠，120mL水、120mL1,4-二氧六环加入到500mL单口烧瓶中，110℃下氮气保护加热回流19h后再鼓入空气反应30min，用75℃蒸馏水反复洗涤并用索式提取器乙醇回流洗涤6h至中性。在60℃条件下真空干燥12h后得到多巴胺醌纤维PANdpqF，PANdpqF增重为29.4％，官能度为1.5mmol/g。
实施例4
将6.0g干燥的腈纶纤维、20.8g(0.11mol)多巴胺盐酸盐、12.0g(0.12mol)无水碳酸钠，120mL水、120mL1,4-二氧六环加入到500mL单口烧瓶中，110℃下氮气保护加热回流19.5h后再鼓入空气反应30min，用75℃蒸馏水反复洗涤并用索式提取器乙醇回流洗涤6h至中性。在60℃条件下真空干燥12h后得到多巴胺醌纤维PANdpqF，PANdpqF增重为36.9％，官能度为1.8mmol/g。。
实施例5
将6.0g干燥的腈纶纤维、20.8g(0.11mol)多巴胺盐酸盐、12.0g(0.12mol)无水碳酸钠，120mL水、120mL1,4-二氧六环加入到500mL单口烧瓶中，120℃下氮气保护加热回流20h后再鼓入空气反应30min，用75℃蒸馏水反复洗涤并用索式提取器乙醇回流洗涤6h至中性。在60℃条件下真空干燥12h后得到多巴胺醌纤维PANdpqF，PANdpqF增重为40.8％，官能度为2.1mmol/g。
对比例1
将6.0g干燥的腈纶纤维、20.8g(0.11mol)多巴胺盐酸盐、11.0g(0.11mol)无水碳酸钠，120mL水、120mL1,4-二氧六环加入到500mL单口烧瓶中，110℃下氮气保护加热回流16h后再鼓入空气反应30min，用75℃蒸馏水反复洗涤并用索式提取器乙醇回流洗涤6h至中性。在60℃条件下真空干燥12h后得到多巴胺醌纤维PANdpqF，PANdpqF增重为2.4％，官能度为0.1mmol/g。
对比例2
将6.0g干燥的腈纶纤维、20.8g(0.11mol)多巴胺盐酸盐、11.0g(0.11mol)无水碳酸钠，120mL水、120mL1,4-二氧六环加入到500mL单口烧瓶中，110℃下氮气保护加热回流21h后，发现纤维融化，无法再进行后续处理。
对比例3
将6.0g干燥的腈纶纤维、20.8g(0.11mol)多巴胺盐酸盐、11.0g(0.11mol)无水碳酸钠，120mL水、120mL1,4-二氧六环加入到500mL单口烧瓶中，110℃下氮气保护加热回流18h后再鼓入空气反应15min，用75℃蒸馏水反复洗涤并用索式提取器乙醇回流洗涤6h至中性。在60℃条件下真空干燥12h后得到多巴胺醌纤维PANdpqF，PANdpqF增重为0.0％，官能度为0.0mmol/g(多巴胺醌未负载成功)。
对比例4
将6.0g干燥的腈纶纤维、20.8g(0.11mol)多巴胺盐酸盐、11.0g(0.11mol)无水碳酸钠，120mL水、120mL1,4-二氧六环加入到500mL单口烧瓶中，110℃下氮气保护加热回流18h后再鼓入空气反应45min，用75℃蒸馏水反复洗涤并用索式提取器乙醇回流洗涤6h至中性。在60℃条件下真空干燥12h后得到多巴胺醌纤维PANdpqF，PANdpqF增重为10.9％，官能度为0.9mmol/g。
本发明为研究PANdpqF的改性程度对吸附容量的影响，将具有不同修饰官能度的干燥PANdpqF(15mg)放入pH＝8的40mL DDBAC溶液(200ppm)中，并分别室温搅拌12h。用镊子取出纤维，并用紫外-可见分光光度仪测定残留溶液中苯扎氯铵的浓度，如图1所示，发现当增重为29.4％(f＝1.5mmol/g)的多巴胺醌纤维(实施例3)，吸附量达到最大395.9mg/g；而随着增重达到36.9％时(实施例4)，吸附量几乎保持不变；当增重接近40.0％时(实施例5)，吸附能力急剧下降，同时机械强度下降。因此，选择官能度为1.5mmol/g的纤维，即实施例3所制备得到的多巴胺醌纤维用于进一步的结构分析以及吸附实验。
本发明在实施例3的基础上，仅改变回流时间，研究了回流时间对纤维增重的影响，结果如表1所示。
表1
对本发明实施例3所制备得到的多巴胺醌纤维进行形貌观察，如图2所示的多巴胺醌纤维的扫描电镜图，其中，图2a为腈纶纤维，图2b为多巴胺醌纤维，可知改性后的纤维(多巴胺醌纤维)保持完整。
进一步，对本发明实施例3所制备得到的多巴胺醌纤维进行红外表征，如下图3所示的多巴胺醌纤维的FT-IR图，可知原始PANF在2244和1734cm-1处出现的峰分别对应C≡N和C＝O基团的伸缩振动。在PANdpqF光谱中，这两个峰均保留并相对减弱，表明氰基和羰基官能团有部分未转化，这有助于改性纤维保持原始PANF所具有的机械强度和其他性能。PANdpqF在3348和1565cm-1处出现的新吸收峰分别归属为酰胺的N-H伸缩和弯曲振动。1669cm-1处的峰可能归因于酰胺中羰基和邻苯醌羰基的伸缩振动叠加。此外，在827和700cm-1处的吸附峰分别对应于邻苯醌结构中的三取代和顺式二取代C＝C中C-Hs的面外弯曲振动，这进一步证明了多巴胺醌已被接枝到PANF。
进一步，对本发明实施例3所制备得到的多巴胺醌纤维针对阳离子表面活性剂的去除能力进行测试，具体为，25℃条件下，将干燥的PANdpqF(15mg)放入pH＝7的35mL三甲基苄基氯化铵(TMBAC)、三乙基苄基氯化铵(TEBAC)、辛基二甲基苄基氯化铵(ODBAC)、十二烷基二甲基苄基氯化铵(DDBAC)、十二烷基二甲基苄基溴化铵(DDBAB)、十六烷基二甲基苄基氯化铵(CDBAC)溶液(300ppm)中并搅拌12小时。取出多巴胺醌纤维通过紫外可见分光光度仪(UV)测定季铵盐系列溶液中的残留浓度，测定多巴醌纤维对阳离子表面活性剂的吸附选择性如图4所示，可知PANdpqF对链长大于8的苄基季铵盐吸附量可以达到0.8mmol·mmol-1以上，而对碳链短、极性强的季铵离子的吸附较少。这可能是因为PANdpqF表面构建了相对疏水的微环境，尽管CDBAC的吸附量稍低，但仍表明PANdpqF对具有较长烷基链的疏水性季铵离子具有更高的亲和力。值得注意的是，对具有相同季铵结构而卤离子不同的季铵盐，DDBAC的吸附量比DDBAB的吸附量高约2mmol·mmol-1。本发明认为，较大的差距并非由于正离子和负离子之间的吸引力不同，更有可能是溶液中的Cl-和Br-离子的亲核性不同。因此，本发明提出了氯离子亲核进攻的新颖吸附机理。
进一步，将本发明实施例3所制备得到的多巴胺醌纤维针对PANdpqF(15mg)放入不同浓度的苯扎氯铵溶液中搅拌一定时间，并调节pH和温度以探索PANdpqF对苯扎氯铵的吸附能力。取出纤维洗涤烘干得到DDBAC@PANdpqF。通过UV分析测量残留溶液的浓度，取三次平行实验吸附结果计算苯扎氯铵的吸附量平均值。
具体地，温度25℃的条件下，将PANdpqF(15mg)放入pH为3～11浓度为300ppm的苯扎氯铵溶液中搅拌60min后，取出纤维洗涤烘干得到DDBAC@PANdpqF。通过UV分析测量残留溶液的浓度，取三次平行实验吸附结果计算苯扎氯铵的吸附量平均值，所得不同pH对多巴胺醌纤维吸附苯扎氯铵的影响如表2所示。
表2
具体地，温度25℃的条件下，将PANdpqF(15mg)放入pH为8浓度为300ppm的苯扎氯铵溶液中搅拌5～180min后，取出纤维洗涤烘干得到DDBAC@PANdpqF。通过UV分析测量残留溶液的浓度，取三次平行实验吸附结果计算苯扎氯铵的吸附量平均值，所得不同吸附时间对多巴胺醌纤维吸附苯扎氯铵的影响如表3所示。
表3
具体地，温度25℃的条件下，将PANdpqF(15mg)放入pH为8浓度为100～600ppm的苯扎氯铵溶液中搅拌60min后，取出纤维洗涤烘干得到DDBAC@PANdpqF。通过UV分析测量残留溶液的浓度，取三次平行实验吸附结果计算苯扎氯铵的吸附量平均值，所得不同起始浓度对多巴胺醌纤维吸附苯扎氯铵的影响如表4所示。
表4
| 起始浓度(ppm) | 吸附量 |
| 100 | 259.44 |
| 150 | 345.93 |
| 200 | 472.43 |
| 250 | 545.79 |
| 300 | 600.38 |
| 400 | 613.73 |
| 500 | 644.32 |
| 600 | 649.71 |
具体地，温度298～308K的条件下，将PANdpqF(15mg)放入pH为8浓度为300ppm的苯扎氯铵溶液中搅拌40min后，取出纤维洗涤烘干得到DDBAC@PANdpqF。通过UV分析测量残留溶液的浓度，取三次平行实验吸附结果计算苯扎氯铵的吸附量平均值，所得不同温度对多巴胺醌纤维吸附苯扎氯铵的影响如表5所示。
表5
综上，从表2-5可知，本发明实施例的多巴胺醌纤维对苯扎氯铵进行吸附，最大吸附量对应的吸附条件为pH＝8、苯扎氯铵浓度为300ppm、反应时间为40min以及反应温度为25℃。
进一步，将环氧化合物(5mmol)和0.8mol％当量的纤维催化剂DDBAC@PANdpqF投入装有磁力搅拌棒的10mL Schlenk管中。用CO2置换反应器中的气体10次后通入常压状态的CO2，80℃下反应12小时。反应结束后用冷水浴冷却反应装置，用丙酮过滤并洗涤出纤维催化剂，通过气相色谱归一化法分析计算环碳酸酯的收率。
具体为，取上述吸附量最大的纤维催化剂DDBAC@PANdpqF，按不同的用量(0.1～0.8mol％)加入至预先装有环氧化合物(5mmol)的10mL Schlenk管中，用CO2置换反应器中的气体10次后通入常压状态的CO2，尝试了不同条件下的反应活性，所得环碳酸酯的收率如表6所示，经筛选确定最优条件下的产率为94.7％。
表6
| 纤维催化剂用量(mol％) | 温度(℃) | 时间(h) | 产率(％) |
| 0.10 | 80 | 12 | 40.3 |
| 0.30 | 80 | 12 | 78.0 |
| 0.50 | 80 | 12 | 82.6 |
| 0.80 | 80 | 12 | 88.4 |
| 1.00 | 80 | 12 | 86.2 |
| 0.80 | 60 | 12 | 39.2 |
| 0.80 | 70 | 12 | 56.4 |
| 0.80 | 90 | 12 | 94.7 |
| 0.80 | 80 | 8 | 74.4 |
| 0.80 | 80 | 10 | 86.0 |
| 0.80 | 80 | 15 | 93.7 |
| 0.80 | 80 | 24 | 91.4 |
综上，本发明实施例提供的多巴胺醌纤维吸附消毒剂苯扎氯铵之后能够原位催化CO2，将其转化为化工领域常用的环状碳酸酯，实现水体污染与大气污染的同时治理，同时实现功能纤维的多维利用。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种多巴胺醌纤维的制备方法，其特征在于，包括：
在反应容器中加入腈纶纤维、多巴胺盐酸盐、强碱弱酸盐、水以及1,4-二氧六环，于温度为80~120℃的条件下氮气保护回流17~20h后再鼓入空气或氧气反应20~40min，反应结束后，经洗涤以及干燥处理，即得；
所述腈纶纤维与多巴胺盐酸盐的质量比为（5-7）:（17-23）。
2.根据权利要求1所述的多巴胺醌纤维的制备方法，其特征在于，所述强碱弱酸盐为碳酸钾或者碳酸钠。
3.根据权利要求1所述的多巴胺醌纤维的制备方法，其特征在于，所述在反应容器中加入腈纶纤维、多巴胺盐酸盐、强碱弱酸盐、水以及1,4-二氧六环，于温度为80~120℃的条件下氮气保护回流17~20h后再鼓入空气或氧气反应20~40min的步骤，包括：
在反应容器中加入5~7g腈纶纤维、17~23g多巴胺盐酸盐、9~13g强碱弱酸盐、100~140mL水以及100~140mL 1,4-二氧六环，于温度为80~120℃的条件下氮气保护回流17~20h后再鼓入空气或氧气反应20~40min。
4.一种多巴胺醌纤维，其特征在于，所述多巴胺醌纤维是由权利要求1所述的多巴胺醌纤维的制备方法制备得到；所述多巴胺醌纤维的结构通式如下：
。
5.根据权利要求4所述的多巴胺醌纤维，其特征在于，所述多巴胺醌纤维是通过腈纶纤维的氰基和多巴胺盐酸盐的氨乙基进行反应以使多巴胺醌负载在腈纶纤维表面而得。
6.一种权利要求4或5所述的多巴胺醌纤维在吸附阳离子表面活性剂中的应用。
7.一种权利要求4或5所述的多巴胺醌纤维在催化转化二氧化碳中的应用。
8.一种权利要求4或5所述的多巴胺醌纤维在催化转化二氧化碳中的应用方法，其特征在于，包括：
将权利要求4或5所述的多巴胺醌纤维利用氯离子亲核进攻反应吸附苯扎氯铵，得到纤维催化剂；
将环氧化合物和所述纤维催化剂置于反应容器中，通入二氧化碳进行催化转化反应，得到环状碳酸酯。
9.根据权利要求8所述的多巴胺醌纤维在催化转化二氧化碳中的应用方法，其特征在于，所述将权利要求4或5所述的多巴胺醌纤维利用氯离子亲核进攻反应吸附苯扎氯铵，得到纤维催化剂的步骤，包括：
将权利要求4或5所述的多巴胺醌纤维放入浓度为300~600ppm的苯扎氯铵溶液中，调节pH至8~10，于温度为298~303K的条件下反应吸附30~180min，得到纤维催化剂。
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