[发明专利]十八碳修饰的有序介孔碳材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种十八碳修饰的有序介孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：1)将十八烷基三甲氧基硅烷加入甲苯溶液中，室温搅拌混匀；2)向上述搅拌后的溶液中加入有序介孔碳材料并超声分散均匀；3)将混合溶液在180℃±5℃下回流24h；4)取出反应后混合液用抽滤装置过滤，洗涤并烘干，即可得到十八碳修饰的有序介孔碳材料。本申请实施例制得的有序介孔碳材料能够通过碳链间相互作用及疏水作用增强其对有机物的吸附能力，而有序介孔碳具备的纳米孔道能够通过分子尺寸效应排除大分子物质的干扰，从而达到选择性地吸附小分子有机物的目的。

技术领域

本发明涉及一种功能化有序介孔碳的吸附材料的制备方法，具体涉及一种十八烷基三甲氧基硅烷修饰有序介孔碳的制备方法。

背景技术

有序介孔材料是上世纪90年代迅速兴起的新型纳米结构材料。有序介孔材料由于其高度有序的孔道，大的比表面积、高的孔隙率、窄的孔径分布、规则的孔结构、可控的孔径大小、较高的热稳定性和化学稳定性以及因其独特结构而表现出的尺寸效应、表面效应、量子限域效应等特性，使它在催化剂载体、储氢材料、电极材料等方面得到重要应用，因此一诞生就得到国际化学、物理、材料与生物等学界的高度重视，并迅速发展成为跨学科的研究热点之一。

介孔碳是一类新型的非硅基介孔材料。有序介孔碳的均一有序的纳米孔结构使得它具有尺寸排除效应，能够吸附小于或等于它的孔径的化合物，并排除大分子的干扰。与纯介孔硅材料相比，有序介孔碳材料表现出特殊的性质，巨大的比表面积(可高达2500m²/g)和孔体积(可高达2.25cm³/g)，高度有序且可调的孔径、均一的传质、扩散阻力小、高的吸附容量、疏水性、生物相容性和耐腐蚀性等。因此常常作为一种理想的吸附材料广泛应用于重金属离子、有机污染物以及生物大分子等的吸附富集与分离。

本申请发明人在研究中发现，虽然有序介孔碳具有尺寸选择吸附能力，但由于其表面带电荷比较多，对疏水性比较强或长碳链类型的化合物的吸附能力较弱，因此限制了其应用。

发明内容

本申请实施例提供一种基于十八碳修饰有序介孔碳的新型吸附材料，克服传统有序介孔碳材料对疏水性比较强或长碳链类型的化合物的吸附能力较弱的缺点，增强有序介孔碳材料的吸附能力，扩大了应用范围。

本发明提供一种十八碳修饰的有序介孔碳材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将十八烷基三甲氧基硅烷加入甲苯溶液中，室温搅拌混匀；

2)向上述搅拌后的溶液中加入有序介孔碳材料并超声分散均匀；

3)将混合溶液在180℃±5℃下回流24h；

4)取出反应后混合液用抽滤装置过滤，洗涤并烘干，即可得到十八碳修饰的有序介孔碳材料。

进一步地，所述步骤4)中采用的洗涤剂为甲苯。

进一步地，所述步骤4)中的烘干温度为120℃。

进一步地，所述十八烷基三甲氧基硅烷在甲苯溶液中的浓度为0.35mmoL/L。

进一步地，所述有序介孔碳材料在甲苯溶液中的浓度为10g/L。

进一步地，所述十八烷基三甲氧基硅烷与所述有序介孔碳材料的质量比1：15。

进一步地，所述步骤2)中的超声温度为25℃，超声时间20min，超声频率40Hz，超声功率600W。

另一方面，根据上述方法制得的十八碳修饰的有序介孔碳材料，应用于疏水性比较强或长碳链类型的化合物的吸附。

另一方面，根据上述方法制得的十八碳修饰的有序介孔碳材料，应用于对人全血中的兴奋剂小分子进行吸附，所述兴奋剂小分子为氨苯蝶啶、群勃龙、睾酮、甲基睾酮、克伦特罗和士的宁六种兴奋剂小分子。