[發明專利]一種胺化腐植酸-納米二氧化硅復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810032459.8
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108554384B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 熊春華;曹彥美;谷艷杰;張維權;李可馨;王小青;韓曉祥;修麗麗
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;B01D15/16;G01N21/33
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種胺化腐植酸?納米SiO₂復合材料，其制備包括：(1)制備胺化腐植酸；(2)將胺化腐植酸和納米SiO₂分散于乙醇水溶液中，升溫至一定溫度，滴加3?氨丙基三乙氧基硅烷混合溶液，反應結束后經后處理得所述的胺化腐植酸?納米SiO₂復合材料。制備過程簡單可行，所得胺化腐植酸?納米SiO₂復合材料能有效吸附檸檬黃，吸附?解吸效果好，時間成本低。

技術領域

本發明屬于復合材料的制備領域，具體涉及一種胺化腐植酸-納米SiO₂復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

腐植酸(Humic Acid，簡稱HA)是天然有機物質，在水和土壤中普遍存在的、由低分子量的生物分子形成的膠態懸浮液的復雜混合物，是一種價格廉價、來源廣泛、可大力開發利用的無定型生物大分子資源。腐植酸的結構單元內含有酚羥基、醇羥基、羧基、氨基等多種活性基團，使其擁有酸性、親水性、離子交換性、絡合能力以及較高的吸附能力，在油氣田勘探、醫學抗氧化、農業生長調節劑、水處理劑等方面均有良好的應用前景和開發潛能。

腐植酸雖然可作為吸附劑，但其屬于剛性大分子結構，分子內的活性基團含量有限，需要經過活化處理，增加活性官能團的含量。同時，由于基團活性增強會使腐植酸的水溶性增強，也不利于吸附活動的進行。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種胺化腐植酸-納米SiO₂復合材料及其制備方法和應用，制備過程簡單可行，所得胺化腐植酸-納米SiO₂復合材料能有效吸附檸檬黃，吸附-解吸效果好，時間成本低。

本發明采用的技術方案如下：

一種胺化腐植酸-納米SiO₂復合材料的制備方法，包括：

(1)將腐植酸分散于水中，加入堿調節pH至9～12，加入甲醛水溶液，升溫至80～90℃進行第一階段反應，加入配體，升溫至90～100℃進行第二階段反應，冷卻后加入酸調節pH至4～5，升溫至90～100℃進行第三階段反應，經過濾、干燥得胺化腐植酸；

(2)將胺化腐植酸和納米SiO₂分散于乙醇水溶液中，升溫至一定溫度，滴加3-氨丙基三乙氧基硅烷混合溶液，反應結束后經后處理得所述的胺化腐植酸-納米SiO₂復合材料。

本發明通過對腐植酸進行胺化改性，增加了腐植酸的活性基團含量，提高腐植酸的化學反應活性，通過納米SiO₂對胺化腐植酸進行包覆，防止基物的水化溶出，得到具有大的比表面積，吸附性能優異的復合材料。

步驟(1)中，所述的堿為質量分數為10～20％的氫氧化鈉水溶液；所述的酸為硫酸。

所述的甲醛水溶液的質量分數為30～40％。

所述腐植酸、水和甲醛水溶液的投加比例為1g：20～40mL：4～7mL。

步驟(1)中，第一階段反應的時間為0.5～1.5h；第二階段反應的時間為2～4h；第三階段反應的時間為4～6h。

步驟(1)中，所述的配體為3-氨基-5-羥基吡唑、二乙醇胺、4-氨基-1,2,4-三唑、4-氨基安替比林、5-氨基苯并咪唑酮、三乙烯四胺、乙二胺、2,6-二氨基吡啶或D-天冬酰胺，作為優選，所述的配體為二乙醇胺或三乙烯四胺，配體二乙醇胺和三乙烯四胺進行腐植酸胺化改性后合成的二乙醇胺胺化腐植酸-納米SiO₂復合材料(HA-D-S)和三乙烯四胺胺化腐植酸-納米SiO₂復合材料(HA-T-S)具有相對較高的含氮量。

所述配體和甲醛的投料摩爾比為1：1.2～1.3。