专利名称：半胱氨酸改性sba-15介孔材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于介孔材料化学改性领域，涉及ー种新型的对Hg(II)有高效、快速和高选择性吸附的表面改性的介孔材料，具体涉及ー种半胱氨酸改性SBA-15介孔材料及其制
备方法。
背景技术：
近年来，环境污染日益剧烈，重金属离子的排放对人类及其他生物造成了严重的危害，其中，Hg2+(Hg(II))对环境造成的危害尤其大，属于能够在人体和动物组织中积蓄的剧毒重金属。污染水体中的无机汞在微生物作用下可转变为毒性更大的有机汞，有机汞除了会对神经系统造成严重危害外，还会导致各种类型的基因突变。Hg(II)挥发性强、毒性大、生物累积性强，此外エ业含汞废弃物成分复杂。现有技术常采用吸附法去除水中的Hg(II)，而所采用的吸附材料则是该技术的核心。介孔材料是ー类孔径在2 50nm范围内多孔道结构的材料，它具有很高的比表面积，规则并且可调的孔径，较大的孔体积和表面易于进行化学改性等优点，使其在催化、生物、医药、分离等方面有广泛的应用和潜在的应用价值。近几年，有关介孔吸附剂材料的研究已成为ー个很活跃的课题，其中对Hg(II)有高效吸附的介孔材料已取得了一定的成果。如Dai等人(Sheng Dai et al. , Angew.Chem. 1999，111，1314-1318)利用ー种“表面印记”技术有效地提高了介孔材料的吸附选择性，后来 Wu 等人(Genhua Wu et al. ,Analytica Chimica Acta, 582 (2007), 304-310)又将其应用与对Hg(II)的选择性吸附中，吸附容量达到0. 2mmol/g，但此类方法的制备成本高，且材料再生性一般。此外，现有技术也有公开采用无机、有机官能团对介孔材料进行改性处理以提高介孔材料的吸附能力和吸附选择性；CN1136960C公开ー种巯基官能团化MCM-48介孔分子筛可用于吸附汞离子；CN102009983A公开ー种巯基改性SBA-15分子筛用于吸附汞离子。Liu 等人(A. M. Liu et al. , Chem. Commun. ,2000,1145-1146)合成了 疏基功能化的SBA-15 对 Hg(II)有高效选择性吸附，Zhang 等人(Lingxia Zhang et al. ,Chem. Commun.，2003,210-211)通过共沉淀法制备了硫醚功能化的有机无机复合介孔材料对Hg(II)达到2700mg/g的吸附容量。然而，现有的大多对Hg(II)有较高吸附量的改性材料多通过有机硫醇/醚、膦基等进行改性，不可避免的存在一定的毒性，吸附过程完成之后可能会导致二次污染
发明内容
面对现有技术存在的上述问题，本发明人意识到需要提供一种环境友好的、可高效、快速、选择性地吸附Hg(II)的吸附材料。在此，本发明人认识到环境友好的半胱氨酸含有巯基，可引入半胱氨酸对现有的SBA-15介孔材料进行改性处理，有望提高SBA-15对Hg(II)的吸附能力和吸附选择性，并且半胱氨酸是生物体内一种常见的氨基酸，其不会像现有的硫醚/醇那样可能会造成水质的二次污染，因而环境相容性好。基于上述认识，经过本发明人鋭意的研究，本发明提供一种半胱氨酸改性SBA-15 介孔材料，其中，SBA-15表面的羟基上的氢被基
权利要求
1.一种半胱氨酸改性SBA-15介孔材料，其特征在干，SBA-15表面的羟基上的氢被基团
2.根据权利要求I所述的半胱氨酸改性SBA-15介孔材料，其特征在于，在pH为0.5 7. 5范围内，所述半胱氨酸改性SBA-15介孔材料对Hg(II)的吸附率为90%以上。
3.根据权利要求I或2所述的半胱氨酸改性SBA-15介孔材料，其特征在干，在pH为1.5的情况下，所述半胱氨酸改性SBA-15介孔材料对Hg(II)的吸附率为90%以上，而基本上不吸附Pd、Cu或Cd离子。
4.ー种制备权利要求I 3中任一项所述的半胱氨酸改性SBA-15介孔材料的方法，其特征在于，包括 步骤A :根据下式将ABS-15与3-氨丙基三こ氧基硅烷溶于甲苯中，回流12小时以上，得 NH2-SBA-15，
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤A中，ABS-15与3-氨丙基三こ氧基硅烷的投料比为Ig ImL Ig 5mL。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤B中，NH2-SBA-15与半胱氨酸的投料质量比为0. 5 I 2. 7 I。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤B中，所用反应溶剂为N，N-ニ甲基甲酰胺。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤B中，催化剂ニ环己基碳ニ亚胺与.4_ ニ甲氨基吡啶的摩尔比为I : I 32 I。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤A中，所用的SBA-15为经沸水活化的 SBA-15。
10.根据权利要求4 9中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤A和/或步骤B在氮气氛保护下进行。
全文摘要
本发明涉及一种半胱氨酸改性SBA-15介孔材料及其制备方法，SBA-15表面的羟基上的氢被基团被官能团化，形成半胱氨酸改性SBA-15介孔材料。本发明通过引入半胱氨酸提供巯基功能基团，可实现对对Hg(II)的高效、快速、高选择的吸收。
文档编号B01J20/16GK102614828SQ201210120738
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月23日 优先权日2012年4月23日
发明者屈海云, 方冬梅, 朱燕, 李青, 汪正, 邹慧君, 陈奕睿 申请人:中国科学院上海硅酸盐研究所