[發(fā)明專利]一種表面含有季銨陽離子和水楊醛螯合基團的功能化硅膠

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410320181.6
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104107730A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設計）人: 王明艷;岳夏丹;李京昊;徐茹;呂勇春;張可人;張?zhí)锪?/a>
• 申請（專利權）人: 淮海工學院
• 主分類號: B01J43/00
• 分類號: B01J43/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種功能化硅膠，特別涉及含有季銨陽離子和水楊醛螯合基團的功能化硅膠，屬于功能材料領域。?

技術背景

硅膠的物理化學性質(zhì)極其穩(wěn)定。顆粒硅膠可以分為球型和無定型兩種。球型硅膠滲透性強，比無定型硅膠更有利于內(nèi)部傳質(zhì)。由于未修飾的多孔硅膠球表面存在大量的羥基，因而具有強烈的吸附性能，但是其選擇吸附性能較差。通過多孔硅膠球表面羥基的化學反應，將含有所述特定功能基團鍵合在硅膠表面上，對多孔硅膠球進行表面功能化修飾或改性，已經(jīng)成為硅膠球特定功能化或改性的主要方法。其中有機硅烷偶聯(lián)劑是對多孔硅膠球進行特定功能化或改性的常用物質(zhì)，借此多孔硅膠球可轉(zhuǎn)變?yōu)榘被枘z球、烯烴基硅膠球、巰基硅膠球、環(huán)氧基硅膠球、羧基硅膠球等的常用，更適合用作色譜填料、催化劑載體、吸附材料載體、印跡材料載體，故已漸漸應用于固相萃取、色譜填料、固態(tài)催化劑、化學仿生、水質(zhì)處理等領域。所述有機硅烷偶聯(lián)劑是一種具有可水解基團和特定功能基團的雙親物質(zhì)，通常表示為Y₃SiR，Y為可水解的基團，如典型的烷氧基、芳氧基、酰氧基、氯基等。通過Y₃SiR水解反應，與硅膠表面Si-OH形成牢固的化學鍵Si-O-SiR；R代表特定功能基團，如氯烴基、乙烯基、環(huán)氧基、胺基、巰基或羧基等。常用的有機硅烷偶聯(lián)劑有相對廉價的氯丙基烷氧基硅烷偶聯(lián)劑、環(huán)氧基烷氧基硅烷偶聯(lián)劑、胺丙基烷氧基硅烷偶聯(lián)劑以及巰基丙基烷氧基硅烷偶聯(lián)劑，如3-氯丙基三甲氧基硅烷(3-chloroprophtrialkyloxysilane)、3-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(3-glyciddoxypropyltrialkyloxysilane)、3-胺丙基三甲氧基硅烷(3-aminopropyltrialkyloxysilane)等。?

水楊醛和水楊酸及其衍生物都是用于重金屬離子容量分析、螯合吸附、配位催化、光電轉(zhuǎn)化、生化探針等領域的重要配體。近一個世紀以來，眾多學者都企圖通過多種方法和技術將水楊醛、水楊醛肟、水楊醛希夫堿或水楊酸連接到固載材料上，篩選出功能多樣、性能穩(wěn)定、使用方便、安全有效的功能材料?；诂F(xiàn)?有連接水楊醛或水楊酸官能基團的固載材料種類、制備方法和工藝技術的缺點，彌補不足，本發(fā)明提供一種表面含有季銨陽離子和水楊醛螯合基團的功能化硅膠。所述表面含有季銨陽離子和水楊醛螯合基團的功能化硅膠是基于分子設計的原理，采用3-(N，N-二烷基胺丙基)三烷氧基硅烷為有機硅烷偶聯(lián)劑，5-氯甲基水楊醛為特定功能化試劑，通過化學反應在硅膠表面上引入季銨陽離子和水楊醛螯合基團。所述的表面攜帶有季銨陽離子和水楊醛螯合基團的功能化硅膠能夠選擇性螯合重金屬離子，具有陰陽離子的快速交換特性，可直接用于痕量重金屬離子的富集和分離；并且所述表面攜帶有季銨陽離子和水楊醛螯合基團的功能化硅膠的制備方法簡單易行，產(chǎn)物收率高，原材料來源豐富，成本低廉。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種表面含有季銨陽離子和水楊醛螯合基團的功能化硅膠，具有通式(I)所示結(jié)構：?

其中通式(I)中的代表硅膠，所述R₁和R₂分別選自C₁～C₁₂烴基中的一種，X^-選自F^-、Cl^-、Br^-、NO₃^-、HSO₄^-、CH₃COO^-、CF₃COO^-、BF₄^-、PF₆^-、SbF₆^-、CF₃SO₃^-、C₄F₉SO₃^-或(CF₃SO₂)₂N^-中的一種。?

本發(fā)明提供的表面含有季銨陽離子和水楊醛螯合基團的功能化硅膠的制備方法，是依據(jù)以下制備步驟實現(xiàn)的：?

步驟一?含有季銨陽離子和水楊醛的有機硅偶聯(lián)劑的制備?