[發明專利]一種基于中空介孔二氧化硅的吸附劑及其制備方法和回收黃金的應用

有效

• 申請號: 201610346281.5
• 申請日: 2016-05-23
• 公開（公告）號: CN105817213B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 宮玉梅;李苗苗;郭靜;劉元法;張森;于躍
• 申請（專利權）人: 大連工業大學
• 主分類號: B01J20/30
• 分類號: B01J20/30;B01J20/26;B01J20/28;C02F1/28;C02F101/20;C02F101/22
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司21212
• 代理人: 周媛媛,李馨

技術領域

本發明專利涉及一種基于中空介孔二氧化硅的吸附劑及其制備方法和回收黃金的應用.

背景技術

隨著中國國民經濟的迅猛發展和人民生活水平的不斷提高，貴金屬在工業生產和首飾加工等方面的應用日益廣泛。由于貴金屬的地質儲量有限，生產困難、產量不高，而從二次資源進行貴金屬回收，工藝簡單且成本低，同時可以實現變廢為寶。所以，回收其中的貴金屬不僅可以避免環境污染,而且可以節約資源，具有重要的環境和經濟價值。因此，無論從資源連續性還是從保護環境的角度，貴金屬二次資源的回收和利用都具有極其重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種有機無機雜化的基于二氧化硅吸附劑載體的制備方法。這種方法提高了吸附劑的穩定性，降低吸附劑的溶脹性，一步直接把Au³⁺還原成金單質，并可以通過堿處理去掉二氧化硅，進而灼燒回收黃金，在二次資源貴金屬的回收中具有良好的應用價值。

本發明專利的目的在于提供一種用于在廢水中還原出金單質的功能化中空介孔二氧化硅的制備方法，該制備方法包括以下步驟：

①.中空介孔二氧化硅中錨固聚丙烯腈

將中空介孔二氧化硅放于去離子水中，并加入硝酸鈰銨，真空條件下混合；-10～0℃加入丙烯腈攪拌均勻后再抽真空；最后再加入去離子水，并在惰性氣體保護下反應，隨后大量水和DMF洗滌，將得到的產品離心干燥即可；

②.中空介孔二氧化硅錨固聚偕胺肟

取濃度為0.05～0.2mol/L的鹽酸羥胺，并用堿溶液調節溶液的pH至6～7；然后將步驟①中的樣品加入，在50～80℃攪拌反應4～7小時；洗滌至中性并干燥得到該吸附劑。

進一步地，在上述技術方案中，步驟①中，中空介孔二氧化硅的制備過程為將水和無水乙醇混合，隨后加入氨水和十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)。在20～40℃恒溫攪拌20～40分鐘后加入3-氨基酚繼續攪拌；20～40分鐘后逐滴加入正硅酸乙酯和甲醛溶液以相同的轉速攪拌4～18小時，最后6000rpm離心10分鐘，干燥并在馬弗爐中燒6～10小時，制得中空介孔二氧化硅；其中水、無水乙醇、氨水、十六烷基三甲基溴化銨、3-氨基酚、正硅酸乙酯、和甲醛溶液的用量比為19mL：4～10mL：0.1mL：0.207g：0.05～0.2g：0.36～1.44mL：0.07～0.28mL。

進一步地，在上述技術方案中，步驟①中，中空介孔二氧化硅、第一次加入的去離子水、第二次加入的去離子水、硝酸鈰銨和丙烯腈或者2-丁腈的用量比為0.8～2g：5～10mL：40～45mL：0.4～2g：3.6～6mL。

進一步地，在上述技術方案中，步驟①中，反應過程中加入硝酸鈰銨后用真空抽水泵抽2～4小時，加入丙烯腈后使溶液保持在-10～0℃抽真空3～5小時。

進一步地，在上述技術方案中，步驟②中，所述堿溶液選自碳酸鈉、氨水或者碳酸氫鈉的任意一種。

本發明提供上述的制備方法得到的二氧化硅吸附劑。

本發明提供上述吸附劑在廢水中吸附重金屬離子中的應用。

所述吸附劑在廢水中提取黃金的應用中，所述廢水中重金屬離子為Au³⁺和選自Cr⁶⁺、Cr³⁺、Cu²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺中的一種或者幾種；

所述重金屬離子含有Au³⁺，將吸附金離子的吸附劑放入5～10wt％的強堿溶液中去除二氧化硅，在400～600℃下灼燒，得到金單質。

進一步地，所述混合離子溶液和重金屬離子溶液的pH≤7。

發明有益效果

(1)本發明是利用中空介孔二氧化硅材料具有可調的孔徑，大的比表面積，大的中空度，極好的耐熱性和尺寸穩定性，用它作為高分子吸附劑的載體，在吸附還原出貴金屬具有重要意義。

(2)本發明是采用一步法制備尺寸均一的中空介孔二氧化硅，并開發利用中空介孔材料的用途。

(3)本發明是利用抽水泵改變真空干燥器中的壓力，使引發劑和單體更多的進入中空介孔二氧化硅的大空腔和孔道內的制備方法。

(4)本發明是利用中空介孔二氧化硅的結構特點，通過錨固有機高分子，雜化聚偕胺肟提高無機材料與眾金屬離子之間結合能力和穩定性。

(5)本發明是利用偕胺肟基團同時具有氨基和羧基能夠吸附各種重金屬離子并直接將溶液中的Au³⁺還原成納米金單質的特點。