一種硅膠鍵載含硫端基pamam樹形分子吸附劑的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發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 領域。
【背景技術】
[0002] 重金屬離子對環境的污染，尤其是對水體的污染，是當前人類面臨的重大挑戰，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，可通過食物鏈進入人體，對機體造成以神經 毒性和腎臟毒性為主的多系統損害，對人類健康構成巨大威脅。利用吸附技術去除Hg(II) 可提高治污效益，尤其在處理低濃度含Hg(II)廢水方面具有優勢。尋求經濟高效的Hg(II) 吸附材料，在環境保護、重金屬離子的脫除與富集等領域具有重要的應用價值。
[0003] 在吸附材料的設計中，有機功能基的種類和結構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注。獨特的拓撲結 構及分子內含有大量氮、氧官能團，使PAMM具有比低分子有機試劑更為優異的螯合配位 性能，易于實現對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溶劑，所以不能循環使用，因此需將其鍵載到硅膠、交聯聚苯乙烯、 殼聚糖等載體上。硅膠因具有價廉易得，機械強度和化學、熱穩定性好，表面富含硅羥基易 進行物理、化學改性，便于進行吸附操作等特點，被廣泛用作吸附材料的載體。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術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，對Hg(II)具有良好的吸附效果，可廣泛用于對水中Hg(II)離子的脫除、選擇性吸附、富 集回收等方面。
[0005] 本申請發明人通過大量前期研宄發現，PAMM外圍端基對金屬離子的吸附性能及 吸附選擇性有著顯著影響。根據軟硬酸堿理論，硫原子對Hg(II)具有良好的結合能力。硫 脲及其衍生物中含有硫、氮原子，對Hg(II)具有良好的吸附選擇性，在PAMM末端引入具 有硫脲結構的有機官能團，在增強吸附性能的同時將有力改善材料的吸附選擇性，制得對 Hg(II)具有良好結合能力及吸附選擇性的吸附材料。
[0006] 本發明解決上述技術問題的技術方案如下：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，反應后冷卻 至25°C，過濾出產物，將其轉移至索氏提取器中，用無水乙醇抽提至少12小時，再真空 干燥48-72小時，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] 在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
[0009] 進一步，整個制備過程均在氮氣保護下進行。
[0010] 進一步，所述第0代、第I. 0代或第2. 0代硅膠負載PAMM中的氨基與異硫氰酸甲 酯的摩爾比為1 : (2~10)。
[0011] 進一步，所述加熱攪拌反應的溫度為40-60°C，時間為24-48小時。
[0012] 進一步，所述真空干燥的溫度為50-60°C，真空度為0. 08-0. lOMpa。
[0013] 本發明所用第0代、第I. 0代或第2. 0代硅膠負載PAMM以通過發散式合成法得 到，具體制備方法參考文獻 Rongjun Qu, Yuzhong Niu, Changmei Sun, et al, Microporous and Mesoporous Materials, 2006, 97:58 - 65.
[0014] 第0代硅膠負載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，機械攪拌，在70°C下反應6小時，產品過濾，置于索氏提取器中， 依次用甲苯、無水乙醇回流萃取10小時，置于50°C真空干燥箱中干燥48小時，得到第0代 硅膠負載PAMM樹形分子（SiO 2-GO)，結構如下所示。
[0016]
【主權項】
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，反應完成后冷卻至25°C，過濾出產物，將其轉移至索氏 提取器中，用無水乙醇抽提至少12小時，再真空干燥48-72小時，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. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，整個制備過程均在氮氣保護下進行。
3. 根據權利要求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 代硅膠負載PAMM中的氨基與異硫氰酸甲酯的摩爾比為1 : (2-10)。
4. 根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述加熱攪拌反應的溫度為 40-60 °C，時間為24-48小時。
5. 根據權利要求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，反應完成后冷卻至25℃，過濾出產物，將其轉移至索氏提取器中，用無水乙醇抽提至少12小時，再真空干燥48-72小時，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，對Hg(II)具有良好的吸附效果，可廣泛用于對水中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】CN104645948
【申請號】CN201510076591
【發明人】牛余忠, 曲榮君, 陳厚, 孫昌梅, 張盈
【申請人】魯東大學
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年2月12日