[发明专利]一种吸附Pb(II)重金属离子的功能化分子筛的制备方法

说明书

本发明公开了一种吸附Pb(II)重金属离子的功能化分子筛的制备方法，通过一系列物理化学过程首先制备了介孔分子筛MCM‑41，然后通过3‑巯基丙基三甲氧基硅烷和3‑氨基丙基三甲氧基硅烷的预水解及进一步对以上介孔分子筛的二次功能化反应处理，制得了二次功能化介孔材料M‑2和M‑3，然后通过结晶、干燥、回流等方法对此功能化介孔材料进行了提纯，再将其用于重金属铅离子的吸附和去除来进行水处理，通过以上方法可以使用简单的设备、简易操作方式制备结构有序的二次功能化介孔材料，介孔材料特有的规整介孔结构，具有丰富且高度有序的孔道结构，进行二次功能化处理后，规整的孔道结构基本没有破坏，具有很好的结构稳定性。

技术领域

本发明涉及功能化材料技术领域，具体为一种吸附Pb(II)重金属离子的功能化分子筛的制备方法。

背景技术

很多有毒的重金属离子被排放到环境中，引起了各种各样的水污染，也威胁到人们的健康。因此，重金属废水问题因其毒性大、不能降解、对环境污染严重等特点而备受人们的关注(梁亚琴；张淑萍；李慧等，化工进展2018，37(8)，3179-3187.钱勇，广州化工2011，39(5)，130-131.D Clifford，S Subramonian，et al.Environmental ScienceandTechnology，1986，20，1072-1080)，研究工作者们也想尽方法去去水污染中的重金属离子，比如传统的化学沉降、离子交换和吸附等技术被逐一开发出来，用来去除重金属离子，但发现其有效性往往不高，而且还可能产生二次污染。其中吸附技术由于其操作简单、成本低等优势成为最流行、最具吸引力的水体污染物修复技术。研究开发经济有效而又环境友好的重金属废水吸附处理技术，具有良好的应用前景。在各种各样的吸附剂中，如碳基物质、树脂和微藻类等常用的吸附剂，其中，二氧化硅材料由于其有序的周期性孔结构、高的水热稳定性和化学稳定性、极高的比表面积，高的硅羟基活性位点，具有优异的吸附能力。

硅基类型的介孔材料，具有较高的空隙率、较窄的孔径分布，以及较大的比表面积等这些特点而作为水污染的净化材料方面具有广阔的应用前景(张海婷；张永敏；王天慧；王萍，环境工程学报2019，13(8)，1791-1799.张馨，化工管理2017，(22)，110.辛晓东；孙韶华等，水处理技术2016，42(9)，62-64.)。这类材料常用水热合成的方法来制备，这个方法可以容易地使有机硅烷迅速水解，并降低有机硅烷的交联度。与此同时，二氧化硅的骨架可以较为容易地使用官能团修饰来增强其吸附能力。纯硅基介孔材料在化学吸附反应中普遍存在活性较低的情况而影响净化效果，因此对硅基介孔材料进行功能化改性已经成为目前研究的主要方向之一。介孔二氧化硅材料通常通过一步或两步的方法对其进行改性，有机官能团通过一步或两步的方法因而连接到二氧化硅骨架上。一步法通过一步法将有机基团通过缩合的方式引入到二氧化硅骨架中，使得功能基团在介孔通道内分布均匀，但孔径较小，二步法可以引入多种官能团，有利于提高吸附的活性点和吸附效率。