[發(fā)明專利]一種納米二氧化硅吸附劑、制備方法及其應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106693924B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王仕興;付立康;彭金輝;張利波;張耕瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
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本發(fā)明涉及一種納米二氧化硅吸附劑、制備方法及其應(yīng)用，屬于納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域。首先將二氧化硅納米顆粒與乙烯基三(2?甲氧基乙氧基)硅烷加入到無水乙醇溶液中，回流反應(yīng)后離心分離，固體物質(zhì)洗滌后得到的產(chǎn)物Ⅰ；將得到的產(chǎn)物Ⅰ加入到無水乙醇溶液中，然后加入聚醚胺，回流反應(yīng)后離心分離，固體物質(zhì)洗滌后得到的產(chǎn)物Ⅱ；將得到的產(chǎn)物Ⅱ加入到二甲基甲酰胺中，再加入溴柳氯苯胺，回流反應(yīng)后離心分離，固體物質(zhì)洗滌后得到的產(chǎn)物Ⅲ；將得到產(chǎn)物Ⅲ加入到無水乙醇溶液中，加入2?巰基苯并噻唑，再加入碘化鉀，回流反應(yīng)后離心分離，取出固體物質(zhì)得到納米二氧化硅吸附劑。該納米二氧化硅吸附劑能作為銀離子選擇性吸附劑在吸附銀離子中應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米二氧化硅吸附劑、制備方法及其應(yīng)用，屬于納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著重金屬有毒重金屬工業(yè)廢水污染已成為一個嚴重的世界性問題。重金屬是不能進行生物降解的，因此它們能穩(wěn)定循環(huán)存在于生態(tài)系統(tǒng)和食物鏈中，重金屬的富集使得食物鏈頂端生物所受到的污染程度急劇增加。在眾多重金屬中，銀是一種貴金屬和非常有用的原料。由于其良好的可塑性、延展性、導熱性、光敏性和抗菌性能，銀被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域中，包括電鍍、催化劑、攝影、醫(yī)療、鑄幣、電子電器和金屬合金產(chǎn)業(yè)，進而導致銀資源的相對短缺。與此同時，銀在人體內(nèi)的濃度達到一定程度，會引發(fā)各種疾病和突發(fā)病，如高血壓、肝腎病、行為變化、學習障礙等。因此，從工業(yè)廢水中有效的去除和回收銀離子已成為一個亟待解決的問題。而今，人們已陸續(xù)開發(fā)出各種將銀離子從工業(yè)廢水中去除回收的方法，包括吸附法、離子交換、濁點萃取、液液萃取和膜技術(shù)等，由于高吸附量、低成本、操作簡單和節(jié)約時間等特點，吸附法被認為是最有效的方法。許多材料已經(jīng)被研究用于吸附劑，如納米二氧化硅、活性炭、沸石、樹脂、工農(nóng)業(yè)廢棄物等。其中，二氧化硅納米材料由于具有高比表面積、成本廉價、易于合成改性、綠色環(huán)保等優(yōu)點，是吸附劑材料的理想之選。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本發(fā)明提供一種納米二氧化硅吸附劑、制備方法及其應(yīng)用。該納米二氧化硅吸附劑是經(jīng)改性后的二氧化硅納米顆粒，可以選擇性吸附溶液中的銀離子，原材料廉價，制備工藝簡單，易與水溶液分離，具有選擇性、高吸附性和可循環(huán)性，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。

一種納米二氧化硅吸附劑，該納米二氧化硅吸附劑結(jié)構(gòu)式為：

其中為納米二氧化硅顆粒。

一種納米二氧化硅吸附劑的制備方法，其具體包括以下步驟：

(1)首先將二氧化硅納米顆粒與乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷加入到無水乙醇溶液中，在60～70℃條件下回流反應(yīng)30～42h后離心分離，取出固體物質(zhì)用無水乙醇洗滌，真空干燥后得到的產(chǎn)物標記為VTS-SNPs；

(2)將步驟(1)得到的VTS-SNPs加入到無水乙醇溶液中，然后加入聚醚胺，在65～75℃條件下回流反應(yīng)30～42h后離心分離，取出固體物質(zhì)用無水乙醇洗滌后真空干燥，得到的產(chǎn)物標記為PEA-SNPs；

(3)將步驟(2)得到的PEA-SNPs加入到二甲基甲酰胺中，再加入溴柳氯苯胺，在70～80℃條件下回流反應(yīng)42～54h后離心分離，取出固體物質(zhì)用二甲基甲酰胺洗滌后真空干燥，得到的產(chǎn)物標記為BCH-SNPs；

(4)將步驟(3)得到的BCH-SNPs加入到無水乙醇溶液中，加入2-巰基苯并噻唑，再加入碘化鉀，然后在75～85℃條件下回流反應(yīng)42～54h，最后離心分離，取出固體物質(zhì)用無水乙醇洗滌后真空干燥，得到最終改性的納米二氧化硅吸附劑，標記為BZT-SNPs。

所述步驟(1)中乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷與二氧化硅納米顆粒液固比為2:1～4:1ml/g，無水乙醇與二氧化硅納米顆粒的液固比為9:1～11:1ml/g。