一種硅膠鍵載含硫端基pamam樹形分子吸附劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硅膠鍵載含硫端基PAMM樹形分子吸附劑的制備方法，屬于化學(xué) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 重金屬離子對(duì)環(huán)境的污染，尤其是對(duì)水體的污染，是當(dāng)前人類面臨的重大挑戰(zhàn)，早 已成為影響人類及其他生物生存的重大問題。在眾多金屬離子中，Hg(II)的污染最為嚴(yán)重、 危害最大。Hg(II)難以被生物降解，具有毒性，可通過食物鏈進(jìn)入人體，對(duì)機(jī)體造成以神經(jīng) 毒性和腎臟毒性為主的多系統(tǒng)損害，對(duì)人類健康構(gòu)成巨大威脅。利用吸附技術(shù)去除Hg(II) 可提高治污效益，尤其在處理低濃度含Hg(II)廢水方面具有優(yōu)勢。尋求經(jīng)濟(jì)高效的Hg(II) 吸附材料，在環(huán)境保護(hù)、重金屬離子的脫除與富集等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
[0003] 在吸附材料的設(shè)計(jì)中，有機(jī)功能基的種類和結(jié)構(gòu)是影響材料吸附性能最重要的因 素之一。聚酰胺-胺（PAMM)樹形分子作為一類新型高分子材料備受關(guān)注。獨(dú)特的拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)及分子內(nèi)含有大量氮、氧官能團(tuán)，使PAMM具有比低分子有機(jī)試劑更為優(yōu)異的螯合配位 性能，易于實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬離子的包埋和吸附。但PAMM樹形分子及其金屬離子配合物，一般都 能溶于水及不同的有機(jī)溶劑，所以不能循環(huán)使用，因此需將其鍵載到硅膠、交聯(lián)聚苯乙烯、 殼聚糖等載體上。硅膠因具有價(jià)廉易得，機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)、熱穩(wěn)定性好，表面富含硅羥基易 進(jìn)行物理、化學(xué)改性，便于進(jìn)行吸附操作等特點(diǎn)，被廣泛用作吸附材料的載體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種硅膠鍵載含硫端基PAMM樹形分子吸附 劑的制備方法，本發(fā)明所制備的吸附劑以硅膠為載體，以含硫端基PAMM樹形分子為官能 團(tuán)，對(duì)Hg(II)具有良好的吸附效果，可廣泛用于對(duì)水中Hg(II)離子的脫除、選擇性吸附、富 集回收等方面。
[0005] 本申請(qǐng)發(fā)明人通過大量前期研宄發(fā)現(xiàn)，PAMM外圍端基對(duì)金屬離子的吸附性能及 吸附選擇性有著顯著影響。根據(jù)軟硬酸堿理論，硫原子對(duì)Hg(II)具有良好的結(jié)合能力。硫 脲及其衍生物中含有硫、氮原子，對(duì)Hg(II)具有良好的吸附選擇性，在PAMM末端引入具 有硫脲結(jié)構(gòu)的有機(jī)官能團(tuán)，在增強(qiáng)吸附性能的同時(shí)將有力改善材料的吸附選擇性，制得對(duì) Hg(II)具有良好結(jié)合能力及吸附選擇性的吸附材料。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種硅膠鍵載含硫端基PAMAM樹形分 子吸附劑的制備方法，包括：
[0007] 取第0代、第1.0代或第2.0代硅膠負(fù)載？六麻11如02-60、5丨0 2-61.0或5丨02-62.0)， 以100-300毫升的無水乙醇為溶劑，再加入異硫氰酸甲酯，加熱攪拌反應(yīng)，反應(yīng)后冷卻 至25°C，過濾出產(chǎn)物，將其轉(zhuǎn)移至索氏提取器中，用無水乙醇抽提至少12小時(shí)，再真空 干燥48-72小時(shí)，得到第0代、第I. 0代或第2. 0代硅膠鍵載含硫端基PAMM樹形分子 (Si02-G0-MITC、SiO2-GL O-MITC 或 Si02-G2. 0-MITC)吸附劑。
[0008] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0009] 進(jìn)一步，整個(gè)制備過程均在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。
[0010] 進(jìn)一步，所述第0代、第I. 0代或第2. 0代硅膠負(fù)載PAMM中的氨基與異硫氰酸甲 酯的摩爾比為1 : (2~10)。
[0011] 進(jìn)一步，所述加熱攪拌反應(yīng)的溫度為40-60°C，時(shí)間為24-48小時(shí)。
[0012] 進(jìn)一步，所述真空干燥的溫度為50-60°C，真空度為0. 08-0. lOMpa。
[0013] 本發(fā)明所用第0代、第I. 0代或第2. 0代硅膠負(fù)載PAMM以通過發(fā)散式合成法得 到，具體制備方法參考文獻(xiàn) Rongjun Qu, Yuzhong Niu, Changmei Sun, et al, Microporous and Mesoporous Materials, 2006, 97:58 - 65.
[0014] 第0代硅膠負(fù)載PAMM樹形分子（SiO2-GO)的合成步驟如下：
[0015] 在500毫升的三頸燒瓶中放入50克活化硅膠和50毫升氨丙基三乙氧基硅烷，以 150毫升重蒸甲苯為溶劑，機(jī)械攪拌，在70°C下反應(yīng)6小時(shí)，產(chǎn)品過濾，置于索氏提取器中， 依次用甲苯、無水乙醇回流萃取10小時(shí)，置于50°C真空干燥箱中干燥48小時(shí)，得到第0代 硅膠負(fù)載PAMM樹形分子（SiO 2-GO)，結(jié)構(gòu)如下所示。
[0016]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種硅膠鍵載含硫端基PAMM樹形分子吸附劑的制備方法，其特征在于，包括： 取第〇代、第I. 〇代或第2. O代硅膠負(fù)載PAMAM，以100-300毫升的無水乙醇為溶劑，再 加入異硫氰酸甲酯，加熱攪拌反應(yīng)，反應(yīng)完成后冷卻至25°C，過濾出產(chǎn)物，將其轉(zhuǎn)移至索氏 提取器中，用無水乙醇抽提至少12小時(shí)，再真空干燥48-72小時(shí)，得到第0代、第I. 0代或 第2. 0代硅膠鍵載含硫端基PAMM樹形分子吸附劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，整個(gè)制備過程均在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述第0代、第I. 0代或第2. 0 代硅膠負(fù)載PAMM中的氨基與異硫氰酸甲酯的摩爾比為1 : (2-10)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述加熱攪拌反應(yīng)的溫度為 40-60 °C，時(shí)間為24-48小時(shí)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的制備方法，其特征在于，所述真空干燥的溫度為 50-60°C，真空度為 0. 08-0. lOMpa。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種硅膠鍵載含硫端基PAMAM樹形分子吸附劑的制備方法，包括：取第0代、第1.0代或第2.0代硅膠負(fù)載PAMAM，以100-300毫升的無水乙醇為溶劑，再加入異硫氰酸甲酯，加熱攪拌反應(yīng)，反應(yīng)完成后冷卻至25℃，過濾出產(chǎn)物，將其轉(zhuǎn)移至索氏提取器中，用無水乙醇抽提至少12小時(shí)，再真空干燥48-72小時(shí)，得到第0代、第1.0代或第2.0代硅膠鍵載含硫端基PAMAM樹形分子吸附劑。本發(fā)明所制備的吸附劑以硅膠為載體，以含硫端基PAMAM樹形分子為官能團(tuán)，對(duì)Hg(II)具有良好的吸附效果，可廣泛用于對(duì)水中Hg(II)離子的脫除、選擇性吸附、富集回收等方面。
【IPC分類】C02F1-28, B01J20-26, C02F1-62, B01J20-30
【公開號(hào)】CN104645948
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510076591
【發(fā)明人】牛余忠, 曲榮君, 陳厚, 孫昌梅, 張盈
【申請(qǐng)人】魯東大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年2月12日