[發明專利]一種具有選擇性吸附鉛離子的碳納米管的制備方法

在審

• 申請號: 201410133247.0
• 申請日: 2014-04-03
• 公開（公告）號: CN103861562A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 孫俊芬;李云華
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達

技術領域

本發明屬于鉛離子吸附材料的制備領域，特別涉及一種具有選擇性吸附鉛離子的碳納米管的制備方法。

背景技術

近年來，重金屬污染成為環境污染的一個重要方面，鉛離子也就成為了生態系統中最危險的物質之一。鉛是一種嚴重危害人體健康的重金屬，可通過多種途徑進入人體，但其不能被生物降解且在體內半衰期長，對許多器官系統和生理功能均產生危害。而兒童對鉛毒害作用的敏感性要高于成年人，由于兒童的腦組織發育不完善，鉛容易在兒童腦部蓄積，導致兒童中樞神經系統紊亂。研究表明，血鉛超過3.86μmol/L時可出現明顯鉛中毒現象，并將血鉛的診斷值定在2.9μmol/L。因此，富集和分離痕量鉛是分析和處理鉛中毒不可缺少的環節。

金屬離子印跡材料是指以金屬離子為模板、利用印跡技術制備的對模板金屬離子有選擇性吸附的材料。金屬離子印跡技術是分子印跡技術研究的一個分支方向，是與有機分子印跡技術一同發展起來的交叉學科。目前，制備印跡材料的方法已有一些文獻和專利進行報道。李路娟等以鉛（Ⅱ）離子為模板，水楊醛肟為功能單體，二甲基丙烯酸乙二醇酯為交聯劑，偶氮二異丁腈為引發劑，采用本體聚合法制備印跡聚合物（李路娟,劉慧君,張磊.鉛（Ⅱ）離子印跡聚合物的制備及其吸附性能的研究[J].化學通報,2011,74(6):539-544.）；任月明等（中國專利201210105117.7）發明一種在水中具有選擇識別性能金屬離子印跡吸附劑的制備方法；何華等（中國專利201110310238.0）發明了一種新型碳納米管表面分子印跡聚合物及其制備方法。但將碳納米管進行印跡的制備方法目前卻鮮有報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種具有選擇性吸附鉛離子的碳納米管的制備方法，該發明將碳納米管的吸附性能和金屬離子印跡技術相結合，使碳納米管具有了特異性吸附，能選擇性吸附鉛離子，是一種具有前途的吸附材料。

本發明的一種具有選擇性吸附鉛離子的碳納米管的制備方法，包括：

將氨基化碳納米管加入蒸餾水中，分散，然后加入硝酸鉛，在35-85℃條件下，攪拌反應3-15h，抽濾，真空干燥，研成粉末，得到鉛離子螯合氨基化碳納米管，洗滌，再真空干燥，即得具有選擇性吸附鉛離子的碳納米管；其中氨基化碳納米管與硝酸鉛的質量比為5-9:1。

所述分散為室溫條件下，超聲分散30-60min。

所述真空干燥均為30-80℃真空干燥12-36h。

所述洗滌為先用HCL水溶液洗至檢測不到Pb²⁺，再用NaOH水溶液和蒸餾水洗至溶液呈中性并抽濾。

所述HCL水溶液濃度為1～6mol/L；NaOH水溶液的濃度為0.05～1mol/L。

所述得到的具有選擇性吸附鉛離子的碳納米管對鉛離子的吸附量為40～100mg/g。

所述得到的具有選擇性吸附鉛離子的碳納米管作為血液鉛離子中毒的選擇性吸附劑、功能過濾膜的無機粒子添加劑及用于水處理和血液凈化。

有益效果

（1）本發明將碳納米管的吸附性能和金屬離子印跡技術相結合，使碳納米管具有了特異選擇性吸附；

（2）本發明采用氨基化碳納米管，使鉛離子可以與氨基化碳納米管上的氨基進行螯合反應，形成鉛離子空穴，從而有利于鉛離子的選擇性吸附；

（3）本發明得到的鉛離子印跡碳納米管，具有優良的機械性能，并對Pb²⁺有特異性吸附和分離功能，是一種具有前途的吸附材料；

（4）本發明工藝簡單、操作方便且條件溫和，制備產物吸附容量大并能選擇性吸附鉛離子，具有優良的生物學相容性。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

實施例1