專利名稱：半胱氨酸改性sba-15介孔材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于介孔材料化學(xué)改性領(lǐng)域，涉及ー種新型的對Hg(II)有高效、快速和高選擇性吸附的表面改性的介孔材料，具體涉及ー種半胱氨酸改性SBA-15介孔材料及其制
備方法。
背景技術(shù)：
近年來，環(huán)境污染日益劇烈，重金屬離子的排放對人類及其他生物造成了嚴(yán)重的危害，其中，Hg2+(Hg(II))對環(huán)境造成的危害尤其大，屬于能夠在人體和動物組織中積蓄的劇毒重金屬。污染水體中的無機(jī)汞在微生物作用下可轉(zhuǎn)變?yōu)槎拘愿蟮挠袡C(jī)汞，有機(jī)汞除了會對神經(jīng)系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害外，還會導(dǎo)致各種類型的基因突變。Hg(II)揮發(fā)性強(qiáng)、毒性大、生物累積性強(qiáng)，此外エ業(yè)含汞廢棄物成分復(fù)雜。現(xiàn)有技術(shù)常采用吸附法去除水中的Hg(II)，而所采用的吸附材料則是該技術(shù)的核心。介孔材料是ー類孔徑在2 50nm范圍內(nèi)多孔道結(jié)構(gòu)的材料，它具有很高的比表面積，規(guī)則并且可調(diào)的孔徑，較大的孔體積和表面易于進(jìn)行化學(xué)改性等優(yōu)點(diǎn)，使其在催化、生物、醫(yī)藥、分離等方面有廣泛的應(yīng)用和潛在的應(yīng)用價值。近幾年，有關(guān)介孔吸附劑材料的研究已成為ー個很活躍的課題，其中對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)利用ー種“表面印記”技術(shù)有效地提高了介孔材料的吸附選擇性，后來 Wu 等人(Genhua Wu et al. ,Analytica Chimica Acta, 582 (2007), 304-310)又將其應(yīng)用與對Hg(II)的選擇性吸附中，吸附容量達(dá)到0. 2mmol/g，但此類方法的制備成本高，且材料再生性一般。此外，現(xiàn)有技術(shù)也有公開采用無機(jī)、有機(jī)官能團(tuán)對介孔材料進(jìn)行改性處理以提高介孔材料的吸附能力和吸附選擇性；CN1136960C公開ー種巰基官能團(tuán)化MCM-48介孔分子篩可用于吸附汞離子；CN102009983A公開ー種巰基改性SBA-15分子篩用于吸附汞離子。Liu 等人(A. M. Liu et al. , Chem. Commun. ,2000,1145-1146)合成了 疏基功能化的SBA-15 對 Hg(II)有高效選擇性吸附，Zhang 等人(Lingxia Zhang et al. ,Chem. Commun.，2003,210-211)通過共沉淀法制備了硫醚功能化的有機(jī)無機(jī)復(fù)合介孔材料對Hg(II)達(dá)到2700mg/g的吸附容量。然而，現(xiàn)有的大多對Hg(II)有較高吸附量的改性材料多通過有機(jī)硫醇/醚、膦基等進(jìn)行改性，不可避免的存在一定的毒性，吸附過程完成之后可能會導(dǎo)致二次污染
發(fā)明內(nèi)容

面對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明人意識到需要提供一種環(huán)境友好的、可高效、快速、選擇性地吸附Hg(II)的吸附材料。在此，本發(fā)明人認(rèn)識到環(huán)境友好的半胱氨酸含有巰基，可引入半胱氨酸對現(xiàn)有的SBA-15介孔材料進(jìn)行改性處理，有望提高SBA-15對Hg(II)的吸附能力和吸附選擇性，并且半胱氨酸是生物體內(nèi)一種常見的氨基酸，其不會像現(xiàn)有的硫醚/醇那樣可能會造成水質(zhì)的二次污染，因而環(huán)境相容性好?；谏鲜稣J(rèn)識，經(jīng)過本發(fā)明人鋭意的研究，本發(fā)明提供一種半胱氨酸改性SBA-15 介孔材料，其中，SBA-15表面的羥基上的氫被基
權(quán)利要求
1.一種半胱氨酸改性SBA-15介孔材料，其特征在干，SBA-15表面的羥基上的氫被基團(tuán)
2.根據(jù)權(quán)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為0.5 7. 5范圍內(nèi)，所述半胱氨酸改性SBA-15介孔材料對Hg(II)的吸附率為90%以上。
3.根據(jù)權(quán)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為1.5的情況下，所述半胱氨酸改性SBA-15介孔材料對Hg(II)的吸附率為90%以上，而基本上不吸附Pd、Cu或Cd離子。
4.ー種制備權(quán)利要求I 3中任一項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 步驟A :根據(jù)下式將ABS-15與3-氨丙基三こ氧基硅烷溶于甲苯中，回流12小時以上，得 NH2-SBA-15，
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在步驟A中，ABS-15與3-氨丙基三こ氧基硅烷的投料比為Ig ImL Ig 5mL。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在步驟B中，NH2-SBA-15與半胱氨酸的投料質(zhì)量比為0. 5 I 2. 7 I。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在步驟B中，所用反應(yīng)溶劑為N，N-ニ甲基甲酰胺。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在步驟B中，催化劑ニ環(huán)己基碳ニ亞胺與.4_ ニ甲氨基吡啶的摩爾比為I : I 32 I。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在步驟A中，所用的SBA-15為經(jīng)沸水活化的 SBA-15。
10.根據(jù)權(quán)利要求4 9中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟A和/或步驟B在氮?dú)夥毡Ｗo(hù)下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半胱氨酸改性SBA-15介孔材料及其制備方法，SBA-15表面的羥基上的氫被基團(tuán)被官能團(tuán)化，形成半胱氨酸改性SBA-15介孔材料。本發(fā)明通過引入半胱氨酸提供巰基功能基團(tuán)，可實(shí)現(xiàn)對對Hg(II)的高效、快速、高選擇的吸收。
文檔編號B01J20/16GK102614828SQ201210120738
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者屈海云, 方冬梅, 朱燕, 李青, 汪正, 鄒慧君, 陳奕睿 申請人:中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所