负载碘的纳米孔材料和负载碘的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于纳米材料技术领域，具体设及一种负载舰的纳米孔材料及负载舰的方 法。
【背景技术】
[0002] 舰是一种用途广泛的元素，在医药、照相、橡胶、染料、气象等许多领域都具有广泛 的用途。其中，与人民日常生活关系最密切的有加舰盐，医药、卫生的消毒剂、杀菌剂、杀虫 剂和脱臭剂，感光材料等。在许多重要的有机合成反应中舰是不可缺少的催化剂和稳定剂， 在合成纤维、染料、合成橡胶、人造革等生产过程中起重要作用。舰也是人体的必需微量元 素之一，参与新陈代谢的许多方面。
[0003] 舰是W-种高分散元素，大量的舰存在于海洋中，但浓度低至每升海水平均仅含 舰0.06mg。舰主要从海藻灰和某些地区的深井面水中提取。原子能反应堆中核燃料轴元素 的裂变产生大量的放射性舰I29,与放射性锁、领等重元素共存于废水废气中，严重污染环 境。但同位素舰又是医疗中有用的元素。在反应堆的废弃核燃料处理工厂中要设法富集和 回收。废水废气中无法回收的放射性舰与其它放射性重金属要设法用吸附方法除去、固封 后涂埋在地底。
[0004] 元素舰的上述用途、提取、危害、去除等设及到二种不同类型的负载(即吸附)舰的 材料。第一类是用于反应堆废水废气的放射性污染元素的去除。它要求舰的负载量大，且不 易解吸脱附，W便进一步固化处理永久封存于地底。中国专利CN201310326820.5报道用 13X，5A，Y，BEA等沸石载银脱除反应堆的放射性舰;材料导报2012年11月第26卷专辑20报 道Ag、0(1、加、？13、1(、化、211、111、(：〇、化等金属改性的化乂、胞4沸石、丝光沸石等含金属及改性 的沸石对空气或水蒸气中的放射性舰有很好的吸附作用、去污系数达到103~104,特别是 含银量为15.2%的丝光沸石对元素舰的饱和吸附容量可达196.6mg/g。运种用于去除污染 的载银沸石，成本很高。
[000引第二类要求负载的舰易于释放，用于药用消毒剂、杀菌剂、杀虫剂、医用放射性舰 源、W及催化剂。负载的舰缓慢释放可W提高使用功效、延长使用寿命、并降低其对人体或 催化反应的不良作用；提取和富集舰过程所用的该类材料，也要求被吸附的舰易于解吸脱 附W便回收。中国专利CN102167390A报道负载舰的水滑石可缓释舰、缓慢生成单质舰释放 到溶液体系中，为有机化学反应源源不断提供催化剂所需的单质舰。CN104447588A报道一 种有效催化苯甲醒娃氯化反应新型负载舰催化剂Ni-M0F-3"M0F是一种有机-无机杂化骨架 型类沸石材料。
[0006]显然，上述运二类负载舰的材料都是微孔材料，但应用目的和发挥的功能不尽相 同。本发明提出一种符合第二类应用要求的舰负载材料及其负载舰的方法。该材料是高娃 沸石分子筛、微孔憐酸侣(ALP0)或微孔娃憐酸侣(SAP0)分子筛，其结构孔径大于0.3纳米。 负载舰的方法可W是从舰蒸汽相吸附，或是从含舰的KI水溶液中吸附，也可W从含舰的有 机溶剂溶液中吸附。
[0007] 单质舰l2分子的尺寸约0.27 X 0.68 nm，可W被吸附进入上述发明所设及的高娃 沸石分子筛W及ALP0或SAP0分子筛的孔道中被负载。因高娃沸石分子筛W及ALP0或SAP0分 子筛的结构中缺少强电性的阳离子，骨架呈现一定的疏水性质。被负载在孔道中的舰与骨 架的作用较弱，仍然保持单分子或分子簇状态，在一定条件下容易脱附或缓慢释放。该类负 载材料结构稳定，可W反复使用，非常适合用作为符合第二类舰应用要求的负载材料。负载 了舰的运类材料可广泛应用于药用消毒剂、杀菌剂、杀虫剂、医用放射性舰源、W及有机反 应催化剂。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种性能优异、结构稳定的负载舰的纳米孔材料及负载舰 的方法。
[0009] 本发明提供的负载舰的纳米孔材料，其载体材料为高娃沸石分子筛、微孔憐酸侣 (ALP0)或微孔娃憐酸侣(SAP0)分子筛;纳米孔的孔径大于0.3纳米。每克载体材料舰的负载 量为30-450晕克。
[0010] 本发明中，所述的高娃沸石分子筛，其骨架结构娃侣摩尔比（SAR)大于6,其结构类 型包括:人工合成的FAU(Y)型，M0R(丝光沸石）型，MFKZSM-5)型，肥A(Be化)型，FER(儀碱沸 石、ZSM-35)型，T0N(ZSM-22)型，MRE(ZSM-48)型，CHA(SSZ-13)型，DDR(Decadodecasil 3R) 型等;还包括矿物沸石分子筛中的丝光沸石(M0R型），斜发沸石(肥U型），辉沸石(STI型），菱 沸石(CHA型)等。
[0011] 本发明中，所述的微孔憐酸侣(ALP0)或微孔娃憐酸侣（SAP0)分子筛，其结构类型 包括：CHA (SAP0-3 4)型，畑0 (SAP0-畑 0，0化-6 )型，AEI (ALP0-18 )型，AFI (ALP0-5 和 SAP0-5 ) 型，A化(ALP0-11 或 SAP0-11)型等。
[0012] 本发明提出的负载舰的方法，可W是从舰蒸汽相吸附的方法，或是从溶有舰的KI 水溶液中吸附的方法，也可W从溶有舰的有机溶剂中吸附的方法。
[0013] 本发明中，所述的从舰蒸汽相吸附的方法，是将载体材料通过对蒸汽相舰的吸附 实现负载，蒸汽相的舰可W是纯舰蒸汽，也可W是空气包括潮湿空气中所含的舰蒸汽。吸附 的溫度范围是15-100T，时间l-48h。
[0014] 本发明中，所述的从溶有舰的ΚΙ水溶液中吸附的方法，是将载体材料浸入溶有舰 的ΚΙ水溶液中，该溶液中ΚΙ浓度0.1-2摩尔，舰的含量是1-5%。吸附的溫度范围是25-35°C ，时间1-lOh;载体与溶液的液体/固体重量比是5-15。
[0015] 本发明中，所述的从溶有舰的有机溶剂中吸附的方法，是将载体材料浸入溶有舰 的有机溶剂中，所用有机溶剂可W是甲醇、酒精、二硫化碳或四氯化碳等。舰在有机溶剂中 的含量为2-15%，吸附的溫度范围为25-30°C，时间为0.5-化。载体与溶液的液体/固体重量 比是5-10。
[0016] 本发明所用的负载材料结构稳定，可W反复使用，非常适合用作为符合第二类舰 应用要求的负载材料。负载了舰的运类材料可广泛应用于药用消毒剂、杀菌剂、杀虫剂、医 用放射性舰源、W及有机反应催化剂。
【具体实施方式】
[0017] 下面通过具体实施例进一步描述本发明。
[0018] 实施例1从舰蒸汽相吸附负载舰 在一个灰形Ξ叉玻璃管的下方一侧底部封闭的支管中放置固体纯舰晶体，另一侧底部 封闭的支管中放入粉状纳米微孔负载材料，向上开口的支管用于联通控制气氛的管路。该 Ξ叉形管被放置在恒溫水浴中，保持一定的负载溫度。舰晶体升华产生的舰蒸汽扩散至相 联通的另一侧支管中、被纳米微孔负载材料所吸附。在一定的溫度下吸附一定时间后的负 载了舰的样品，用X光巧光光谱仪(XR巧测定其舰负载量。
[0019] 吸附气氛控制:空气-常压、相对湿度小于50%;潮湿空气-常压、相对湿度大于90%; 真空-压力0.1托。试验结果见表1。
[0020] 表 1
[0021] 实施例2从溶有舰的KI水溶液中吸附负载舰 在玻璃容器中倒入含一定量舰的KI溶液的，随后称取一定量的粉状纳米微孔负载材料 放进该容器。容器置于可加热控溫的电磁揽拌器的加热板上。在强烈地揽拌条件下，悬浮于 溶液中的纳米微孔负载材料可迅速吸附溶液中所溶解的单质舰。负载试验结束后，经过滤、 去离子水洗涂后用丙酬冲洗、空气中室溫惊干1小时后用XRF方法测定其舰的负载量。试验 结果见表2。
[0022] 表 2
[0023] 实施例3从溶有舰的有机溶剂中吸附负载舰 在有磨口盖的玻璃容器中倒入含一定量含舰有机溶液，随后称取一定量的粉状纳米微 孔负载材料放进该容器。容器置于电磁揽拌器板上。在强烈地揽拌条件下，悬浮于溶液中的 纳米微孔负载材料可迅速从含舰的有机溶剂中吸附所含的单质舰。负载试验结束后，滤去 有机溶剂后的样品，置于空气中0.5-1小时，待表面吸附的有机溶剂挥发后、用XRF方法测定 其舰的负载量。试验结果见表3。
[0024] 表3
[0025]上述改性辉沸石、丝光沸石、斜发沸石、斜发沸石均为天然。
【主权项】
1. 一种负载碘的纳米孔材料，其特征在于，载体材料为高硅沸石分子筛、微孔磷酸铝 或微孔硅磷酸铝分子筛；纳米孔的孔径大于0.3纳米;每克载体材料碘的负载量为30-450 毫克。2. 根据权利要求1所述的负载碘的纳米孔材料，其特征在于，所述的高硅沸石分子筛 其骨架结构硅铝摩尔比大于6,其结构类型包括:人工合成的FAU(Y)型，MOR(丝光沸石）型， MFKZSM-5)型，BEA(Beta)型，FER(镁碱沸石、ZSM-35)型，TON(ZSM-22)型，MRE(ZSM-48)型， 0^(552-13)型，001?(〇6〇3(1〇(16〇38丨131〇型 ；还包括矿物沸石分子筛中的丝光沸石(]\101? 型），斜发沸石(HEU型），辉沸石(STI型），菱沸石(CHA型）。3. 根据权利要求1所述的负载碘的纳米孔材料，其特征在于，所述的微孔磷酸铝或微孔 硅磷酸铝分子筛，其结构类型包括：CHA( SAPO-34)型，RHO(SAPO_RHO，DNL-6)型，AEI (ALPO-18 )型，AFI (ALPO-5 或 SAPO-5 )型，AEL( ALPO-11 或 SAPO-11)型。4. 如权利要求1-3之一所述的纳米孔材料的负载碘的方法，其特征在于采用下述方法 之一种:从碘蒸汽相吸附的方法，从溶有碘的KI水溶液中吸附的方法，从溶有碘的有机溶剂 中吸附的方法。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的从碘蒸汽相吸附负载碘的方法，是 将载体材料通过对蒸汽相碘的吸附实现负载，蒸汽相的碘是纯碘蒸汽，或者是空气包括潮 湿空气中所含的碘蒸汽;吸附的温度为15-100°C，时间为l-48h。6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的从溶有碘的ΚΙ水溶液中吸附的方 法，是将载体材料浸入溶有碘的ΚΙ水溶液中，该溶液中ΚΙ浓度为0.1-2摩尔，碘的含量是1-5%;吸附的温度为25-35°C，时间为l-10h;载体与溶液的液/固体重量比是5-15。7. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的从溶有碘的有机溶剂中吸附的方 法，是将载体材料浸入溶有碘的有机溶剂中，所用有机溶剂是甲醇、酒精、二硫化碳或四氯 化碳;碘在有机溶剂中的含量为2-15%，吸附的温度为25-30°C，时间为0.5-2h;载体与溶液 的液体/固体重量比是5-10。
【专利摘要】本发明属于纳米材料技术领域，具体为一种负载碘的纳米孔材料及负载碘的方法。本发明负载碘的纳米孔材料，其载体材料为高硅沸石分子筛、微孔磷酸铝或微孔硅磷酸铝分子筛；纳米孔的孔径大于0.3纳米。负载碘的方法包括：从碘蒸汽相吸附的方法，从溶有碘的KI水溶液中吸附的方法，从溶有碘的有机溶剂中吸附的方法。本发明所用的负载材料结构稳定，可以反复使用，非常适合用作为符合第二类碘应用要求的负载材料。负载了碘的这类材料可广泛应用于药用消毒剂、杀菌剂、杀虫剂、医用放射性碘源、以及有机反应催化剂。
【IPC分类】B01J20/18, B01D15/00, B01J20/28, C02F1/28, B01D53/02
【公开号】CN105561918
【申请号】CN201510980768
【发明人】龙英才, 林德昌, 蔡国君, 毕宏达
【申请人】启东复榆新材料科技有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月24日