一种硅胶键载含硫端基pamam树形分子吸附剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种硅胶键载含硫端基PAMM树形分子吸附剂的制备方法，属于化学 领域。
【背景技术】
[0002] 重金属离子对环境的污染，尤其是对水体的污染，是当前人类面临的重大挑战，早 已成为影响人类及其他生物生存的重大问题。在众多金属离子中，Hg(II)的污染最为严重、 危害最大。Hg(II)难以被生物降解，具有毒性，可通过食物链进入人体，对机体造成以神经 毒性和肾脏毒性为主的多系统损害，对人类健康构成巨大威胁。利用吸附技术去除Hg(II) 可提高治污效益，尤其在处理低浓度含Hg(II)废水方面具有优势。寻求经济高效的Hg(II) 吸附材料，在环境保护、重金属离子的脱除与富集等领域具有重要的应用价值。
[0003] 在吸附材料的设计中，有机功能基的种类和结构是影响材料吸附性能最重要的因 素之一。聚酰胺-胺（PAMM)树形分子作为一类新型高分子材料备受关注。独特的拓扑结 构及分子内含有大量氮、氧官能团，使PAMM具有比低分子有机试剂更为优异的螯合配位 性能，易于实现对金属离子的包埋和吸附。但PAMM树形分子及其金属离子配合物，一般都 能溶于水及不同的有机溶剂，所以不能循环使用，因此需将其键载到硅胶、交联聚苯乙烯、 壳聚糖等载体上。硅胶因具有价廉易得，机械强度和化学、热稳定性好，表面富含硅羟基易 进行物理、化学改性，便于进行吸附操作等特点，被广泛用作吸附材料的载体。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种硅胶键载含硫端基PAMM树形分子吸附 剂的制备方法，本发明所制备的吸附剂以硅胶为载体，以含硫端基PAMM树形分子为官能 团，对Hg(II)具有良好的吸附效果，可广泛用于对水中Hg(II)离子的脱除、选择性吸附、富 集回收等方面。
[0005] 本申请发明人通过大量前期研宄发现，PAMM外围端基对金属离子的吸附性能及 吸附选择性有着显著影响。根据软硬酸碱理论，硫原子对Hg(II)具有良好的结合能力。硫 脲及其衍生物中含有硫、氮原子，对Hg(II)具有良好的吸附选择性，在PAMM末端引入具 有硫脲结构的有机官能团，在增强吸附性能的同时将有力改善材料的吸附选择性，制得对 Hg(II)具有良好结合能力及吸附选择性的吸附材料。
[0006] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种硅胶键载含硫端基PAMAM树形分 子吸附剂的制备方法，包括：
[0007] 取第0代、第1.0代或第2.0代硅胶负载？六麻11如02-60、5丨0 2-61.0或5丨02-62.0)， 以100-300毫升的无水乙醇为溶剂，再加入异硫氰酸甲酯，加热搅拌反应，反应后冷却 至25°C，过滤出产物，将其转移至索氏提取器中，用无水乙醇抽提至少12小时，再真空 干燥48-72小时，得到第0代、第I. 0代或第2. 0代硅胶键载含硫端基PAMM树形分子 (Si02-G0-MITC、SiO2-GL O-MITC 或 Si02-G2. 0-MITC)吸附剂。
[0008] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0009] 进一步，整个制备过程均在氮气保护下进行。
[0010] 进一步，所述第0代、第I. 0代或第2. 0代硅胶负载PAMM中的氨基与异硫氰酸甲 酯的摩尔比为1 : (2~10)。
[0011] 进一步，所述加热搅拌反应的温度为40-60°C，时间为24-48小时。
[0012] 进一步，所述真空干燥的温度为50-60°C，真空度为0. 08-0. lOMpa。
[0013] 本发明所用第0代、第I. 0代或第2. 0代硅胶负载PAMM以通过发散式合成法得 到，具体制备方法参考文献 Rongjun Qu, Yuzhong Niu, Changmei Sun, et al, Microporous and Mesoporous Materials, 2006, 97:58 - 65.
[0014] 第0代硅胶负载PAMM树形分子（SiO2-GO)的合成步骤如下：
[0015] 在500毫升的三颈烧瓶中放入50克活化硅胶和50毫升氨丙基三乙氧基硅烷，以 150毫升重蒸甲苯为溶剂，机械搅拌，在70°C下反应6小时，产品过滤，置于索氏提取器中， 依次用甲苯、无水乙醇回流萃取10小时，置于50°C真空干燥箱中干燥48小时，得到第0代 硅胶负载PAMM树形分子（SiO 2-GO)，结构如下所示。
[0016]
【主权项】
1. 一种硅胶键载含硫端基PAMM树形分子吸附剂的制备方法，其特征在于，包括： 取第〇代、第I. 〇代或第2. O代硅胶负载PAMAM，以100-300毫升的无水乙醇为溶剂，再 加入异硫氰酸甲酯，加热搅拌反应，反应完成后冷却至25°C，过滤出产物，将其转移至索氏 提取器中，用无水乙醇抽提至少12小时，再真空干燥48-72小时，得到第0代、第I. 0代或 第2. 0代硅胶键载含硫端基PAMM树形分子吸附剂。
2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，整个制备过程均在氮气保护下进行。
3. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述第0代、第I. 0代或第2. 0 代硅胶负载PAMM中的氨基与异硫氰酸甲酯的摩尔比为1 : (2-10)。
4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述加热搅拌反应的温度为 40-60 °C，时间为24-48小时。
5. 根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述真空干燥的温度为 50-60°C，真空度为 0. 08-0. lOMpa。
【专利摘要】本发明涉及一种硅胶键载含硫端基PAMAM树形分子吸附剂的制备方法，包括：取第0代、第1.0代或第2.0代硅胶负载PAMAM，以100-300毫升的无水乙醇为溶剂，再加入异硫氰酸甲酯，加热搅拌反应，反应完成后冷却至25℃，过滤出产物，将其转移至索氏提取器中，用无水乙醇抽提至少12小时，再真空干燥48-72小时，得到第0代、第1.0代或第2.0代硅胶键载含硫端基PAMAM树形分子吸附剂。本发明所制备的吸附剂以硅胶为载体，以含硫端基PAMAM树形分子为官能团，对Hg(II)具有良好的吸附效果，可广泛用于对水中Hg(II)离子的脱除、选择性吸附、富集回收等方面。
【IPC分类】C02F1-28, B01J20-26, C02F1-62, B01J20-30
【公开号】CN104645948
【申请号】CN201510076591
【发明人】牛余忠, 曲荣君, 陈厚, 孙昌梅, 张盈
【申请人】鲁东大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月12日