[发明专利]巯基改性SBA-15分子筛及其制备和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种巯基改性SBA-15分子筛及其制备和使用方法，所制备的产物用于环境治理，如吸附水体中Pb²⁺、Hg²⁺，属于无机功能材料及精细化工制造以及环境保护技术领域。

背景技术

在污染水体的重金属中，Pb²⁺、Hg²⁺对环境造成的危害最大，属于能够在人体和动物组织中积蓄的有毒金属。如Hg²⁺挥发性强、毒性强、生物累积性强以及工业含汞废弃物成分复杂。现有技术采用吸附法去除水中的痕量Pb²⁺、Hg²⁺，所采用的吸附材料是现有技术的核心。在《理化检验-化学分册》2008年第44卷1期上刊登了一篇由湛毅等人撰写的题为“Zeolite-A沸石分子筛去除水体中重金属污染物”的论文，该文献公开了一项用Zeolite-A沸石分子筛吸附Pb²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺等金属离子的技术。Wingenfelder等人在《水研究》(Water Research)2005年39卷第14期发表了一篇研究钠沸石吸附Pb²⁺、Cd²⁺的文章，采用巯乙胺改性钠沸石吸附水中的Pb²⁺、Cd²⁺，胺基与纳沸石形成较好的结合，巯基用于吸附金属离子。张翠等在《化学通报》2006年69第7期发表了一篇有关MCM-41分子筛对Pb²⁺的吸附的文章。现有技术所使用的Zeolite-A、钠沸石和MCM-41分子筛共同的不足是孔径仅有十几纳米，小孔径难以取得良好的重金属吸附效果，而钠沸石还存在结构不规整的问题，并且，现有技术之吸附材料尚未用于水体中Hg²⁺的吸附。

人工合成的介孔分子筛SBA-15具有单一的六角相结构，孔道结构规整，呈两维平面六方形孔道结构，骨架结构稳定，孔道内表面易于修饰，骨架具有一定壁厚且无定型，很窄的孔径分布即孔径分布均匀，并且孔径可以在5～30nm范围内连续调节，比表面积高达1000m²/g，水热稳定性好。因此，SBA-15分子筛易于掺杂，具有很好的吸附选择性和稳定性，吸附容量高，不会对水体造成再次污染。由于某些金属离子可以和SBA-15分子筛表面的羟基发生反应，从而使金属离子移植到分子筛外表面上，以及吸附在孔道内表面上。2002年《化学通讯》(Chemical Communications)和《材料化学》(Chemistry of Materials)等刊登了有关Ag、Eu、Pt、Au等金属组装到SBA-15分子筛的孔道中的文献，然而，在其方案中，并未对SBA-15分子筛进行改性处理，也未用于吸附水体中Pb²⁺、Hg²⁺。

发明内容

本发明的目的是采用SBA-15分子筛吸附水体中的Pb²⁺、Hg²⁺，为此，我们发明了一种巯基改性SBA-15分子筛及其制备和使用方法。

本发明之巯基改性SBA-15分子筛其特征在于，在SBA-15分子筛孔道内表面分布有巯基。

本发明之巯基改性SBA-15分子筛的制备方法其特征在于，配制巯基改性剂乙醇水溶液，巯基改性剂在乙醇水溶液中的体积浓度为1～10％，将SBA-15分子筛加入所配制的巯基改性剂乙醇水溶液中，常温搅拌36～48h，获得巯基改性SBA-15分子筛产物。

本发明之巯基改性SBA-15分子筛的使用方法其特征在于，水体pH值为1～6、温度为20～40℃，加入巯基改性SBA-15分子筛，吸附水体中的重金属离子，吸附时间为20～60min；之后将吸附有重金属离子的巯基改性SBA-15分子筛浸入酸中解吸附。