[发明专利]一种用于吸附钯离子的复合材料制备方法及其产品

说明书

本发明公开了一种用于吸附钯离子的复合材料制备方法，首先使用酸对硅胶进行活化，再使用γ‑氨丙基三乙氧基硅烷、苯胺和活化后的硅胶反应，实现硅胶表面带有氨基即制备得到SiO₂‑NH₂，然后将氧化石墨烯引入到SiO₂‑NH₂表面，最后通过γ‑巯丙基三甲氧基硅烷对氧化石墨烯表面进行修饰，制备得到硅胶/氧化石墨烯基复合材料。本发明充分利用了硅胶和氧化石墨烯各自的特性，结合两者本身的特点，引入特定的功能基团，实现所制备复合材料对钯离子的吸附容量大，对溶液中钯离子选择性好，并且该材料可实现多次重复使用，且吸附性能基本不变。

技术领域

本发明属于钯离子分离回收利用领域，具体涉及一种用于吸附钯离子的复合材料制备方法及其产品。

背景技术

含钯废液的主要来源是各电子行业工艺生产中活化、钝化等电镀废液，该废液呈弱酸性，钯含量为～50ppm。钯金、黄金等贵金属生产的废液中含有～10ppm的钯。印刷电路板孔金属化、塑料电镀及各种非金属电镀活化后的工件清洗废水也含有一定量的钯，其含量为～1ppm。研究发现，电镀行业中大量含钯废液当做普通废水处理排放，不仅加大了后续废水处理的难度，而且造成了资源的浪费。据统计，我国电镀及电路板行业每年产生的含钯废液中有3吨左右的金属钯不能得到有效回收。此外，钯排放积累于环境中会危害人类健康，如引起哮喘、过敏和鼻炎等疾病。为了提高印刷电路板废液中钯的回收率，国内外研究者先后对萃取法、离子交换法以及树脂吸附法等技术进行了不同程度的研究。虽然这些研究在某些方面取得了一定的进展，但也都存在一定的不足，较好的处理技术也仅能使钯含量降低至3～4ppm。含钯废液中钯呈不同的形态是导致钯回收率降低的重要原因之一。

现有工艺也合成了一些用于吸附分离钯的复合材料，但是使用效果有限。比如CN102009983A公开了一种巯基改性SBA-15分子筛及其制备和使用方法，其利用将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。其使用乙醇作为介质，并且反应时间过长，最后的产品效率也不令人满意。CN1136960C公开了一种制备巯基官能化MCM－48介孔分子筛的方法。其利用MCM－48介孔分子筛与巯丙基三甲氧基硅烷甲苯溶液回流12～24小时制备，但是其采用介孔分子筛与巯丙基三甲氧基硅烷甲苯溶液直接回流的反应方式，制备得到的产品吸附效果有限。CN201510379076.4公开了一种端羧基树枝状聚合物吸附材料及其制备方法，其公开的技术方案为将三聚氰氯溶于丙酮或四氢呋喃中，加入到二元醇的丙酮溶液中，制得一代端羟基树枝状聚合物粗品，提纯得一代端羟基树枝状聚合物；以三聚氰氯为核，一代端羟基树枝状聚合物为支化单元，制得二代、三代端羟基树枝状聚合物粗品，再提纯；将端羟基树枝状聚合物分散于水中，加入马来酸酐和对甲苯磺酸，制得端羧基树枝状聚合物粗品，提纯得到端羧基树枝状聚合物吸附材料。此专利运用了羧基吸附特性，但是其公开的技术方案全利用高分子材料，成本高，工艺条件复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种用于吸附钯离子的复合材料制备方法及其产品，通过将硅胶与氧化石墨烯进行结合，并引进官能团制备得到的复合材料，能实现对钯离子吸附效果的显著提高。

为实现上述发明目的，具体提供了如下所述技术方案：

1、一种用于吸附钯离子的复合材料制备方法，包括如下步骤：

1)将层析硅胶分散于酸溶液中，加热至60-120℃温度条件下，搅拌回流3-12h，抽滤得固体，用去离子水将固体洗涤至中性，于110℃干燥箱中干燥12h，得到活化硅胶；

2)将步骤1)所得活化硅胶分散于甲苯中，搅拌条件下继续加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷和苯胺，加热保持反应物100～120℃温度条件下，搅拌回流反应3～24h，待反应结束后抽滤得固体，得到含有氨基的硅胶复合材料，并标记为SiO₂-NH₂；