[发明专利]一种功能化聚酰胺-胺树形分大子吸附剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种功能化聚酰胺‑胺树形大分子吸附剂的制备方法，包括：首先采用异硫氰酸甲酯对第1.0代或2.0代三乙氧基硅基聚酰胺‑胺树形大分子进行改性得到功能化三乙氧基硅基聚酰胺‑胺树形大分子，然后通过与正硅酸乙酯按特定比例进行溶胶‑凝胶反应制得功能化聚酰胺‑胺树形大分子吸附剂。本发明所制备的吸附剂含有丰富氮、氧、硫功能基，对Hg(II)具有良好的吸附性能和吸附选择性，可用于水中Hg(II)的吸附分离、选择性脱除等方面。

技术领域

本发明涉及一种功能化聚酰胺-胺树形分子吸附剂的制备方法，属于环境功能材料领域。

背景技术

随着工业化的发展，工业废水排放量增加，其中金属离子引起的水污染已成为严重的环境问题。金属离子难以降解、具有毒性，对生态环境和人体造成严重的危害，因此如何有效去除水体中的金属离子具有重要的意义。

吸附法由于简单、高效等优点被广泛用作金属离子的分离去除。聚酰胺-胺树形大分子含有大量的氮、氧官能团及分子内空腔，易于实现对金属离子的吸附和分离。而且聚酰胺-胺树形大分子易于功能化，能够根据特定需求对其改性从而实现对特定金属离子的选择性吸附分离。然而聚酰胺-胺树形大分子及金属离子络合物在水溶液和大多数有机溶剂中都易溶解，这大大限制了其作为吸附剂的应用。通过将聚酰胺-胺树形大分子固载到特定的基团上是解决这一问题的有效途径。硅胶具有机械强度良好、热稳定性和化学稳定性好、孔结构丰富、比表面积大且表面富含硅羟基易进行改性等优点，常被用作固载聚酰胺-胺树形大分子的基体。目前，将聚酰胺-胺树形大分子固载到硅胶上通常有两种方法，一种是在硅胶表面引入反应活性点，然后通过发散法逐步合成聚酰胺-胺树形大分子；另一种是将合成好的聚酰胺-胺树形大分子通过功能基团间的偶联反应接到硅胶表面。第一种合成方法便于合成过程中产物的分离、提纯，但会导致聚酰胺-胺树形大分子在硅胶表面生长过程中形成分子内和分子间交联结构，以及硅胶孔道减少。第二种方法能够有效避免聚酰胺-胺树形大分子内部的结构缺陷，但由于空间位阻效应的存在，容易导致聚酰胺-胺树形大分子在硅胶表面负载量降低。以上存在的问题都会导致固载较高代数聚酰胺-胺树形大分子的吸附剂对金属离子的吸附量反而减小。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种功能化聚酰胺-胺树形大分子金属离子吸附剂的制备方法。本发明所制备的吸附剂以含硫聚酰胺-胺树形大分子为功能基，对Hg(II)具有良好的结合能力，可以实现对水体中Hg(II)的有效吸附和选择性分离。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种功能化聚酰胺-胺树形大分子吸附剂的制备方法，包括：

取异硫氰酸甲酯，加入第1.0或2.0代三乙氧基硅基聚酰胺-胺树形大分子，以150-300毫升无水乙醇为溶剂，加热搅拌反应制得第1.0或2.0代三乙氧基硅基含硫聚酰胺-胺树形大分子，然后冷却至25℃；再加入正硅酸乙酯、水和氟化铵，继续搅拌反应，反应结束后样品在50℃下陈化48小时，过滤出产物并用无水乙醇抽提至少12小时，干燥得到第1.0或2.0代功能化聚酰胺-胺树形大分子吸附剂。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，整个制备过程均在氮气保护下进行；

进一步，所述第1.0或2.0代三乙氧基硅基聚酰胺-胺树形大分子中氨基和异硫氰酸甲酯的摩尔比为1：（1.2-6），反应温度为50-70℃，时间为24-36小时；

进一步，所述第1.0或2.0代三乙氧基硅基含硫聚酰胺-胺树形大分子与正硅酸乙酯、水及氟化铵的摩尔比为1：（2-10）：（1-12）：（0.01-0.05），反应温度为25℃，反应时间为24-36小时。