[发明专利]一种硒功能化多孔材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种硒功能化多孔材料及其制备方法与应用，将硒醚硅烷偶联剂在溶剂存在下对多孔材料进行接枝改性，得到所述含硒负载多孔材料。本发明构建了一类新型硅醚类表面改性剂，并通过化学接枝的方法对多孔材料进行改性处理，得到硒功能化多孔材料。上述制备方法操作简单且成本低，适于硒功能化多孔材料的批量化量产；且制备得到的硒功能化多孔材料对金离子表现出高吸附容量、高吸附速率、高选择性以及还原性，可用于静态或动态吸附废水中游离的金元素并原位还原金离子获得金单质，在金离子吸附材料方面具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及吸附材料制备技术领域，具体涉及一种硒功能化多孔材料及其制备方法与应用。

背景技术

黄金作为贵金属之一，由于其良好的稳定性、优异的电子传递能力和许多其他独特的物理和化学性能，被广泛应用于化工、冶金、电子、催化等领域。尽管黄金被广泛使用，但其储量有限且不可再生。因此，贵金属的分离富集对可持续发展和环境保护具有重要意义。从浸出液中分离富集贵金属，常用的方法有离子交换法(J Ind Eng Chem.2019,69,255-262)、溶剂萃取法(ACS Sustain.Chem.Eng.2019,7,19975-19983)、膜分离法(Small2020,16,1907282)等，其中吸附法因成本低、效率高、操作简单而被认为是从废水中分离贵金属最有效的方法。

人们对树脂(J.Colloid Interface Sci.2020,561,449-458)、碳材料(ACSAppl.Mater.Interfaces.2019,11,24560-24570)和离子印迹(ACS Appl.NanoMater.2020,3,4102-4113)吸附剂等传统吸附剂进行了滤出液中金离子的回收研究。但大多数传统吸附材料在吸附后，金仍以离子态的形式存在，需要进一步还原才能成为金。因此，还原与吸附相结合是最理想的回收方法。近年来出现了许多功能性吸附剂，如金属有机骨架(Chem.Eng.J.2020,384)、共价有机骨架(Angew.Chem.Int.Ed.2020,59,17607-17613)、多孔芳香族骨架(Chem.Commun.2019,55,14271-14274)、多孔有机聚合物(ACSAppl.Mater.Interfaces.2020,12,30474-30482)等，因其功能性可设计性而受到广泛关注。然而，由于昂贵的制备成本和较高的技术设备要求，这些材料不能广泛使用。因此，该矿区目前的状况要求开发一种更有效的，还原与吸附结合的黄金回收方法。

CN110643822B公开了一种利用硒醚提炼与富集金元素的方法，通过将具有硒醚结构的小分子化合物与异氰酸酯一锅法制备含硒多孔材料，该材料可在室温浸泡的情况下，实现对废水中游离态金元素的富集和还原。但这种含硒多孔材料对金元素的富集速率较慢，将含硒多孔材料置于氯金酸溶液中并置于摇床中反应10h，废水中金元素仅去除60％左右，延长时间至24h，仍有20％的金元素残留在废水中，且金提取容量相对较低，为189.2mg/g，总体吸附效率交底，不适于对含金离子废水的动态吸附。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种硒功能化多孔材料及其制备方法与应用，本发明构建了一类新型硅醚类表面改性剂并通过化学接枝的方法对多孔材料进行改性处理，制备得到的集吸附与还原为一体的硒功能化多孔材料。该材料对金离子表现出高吸附容量、高吸附速率以及高选择性，可用于动态吸附废水中的游离的金元素。

为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

本发明第一方面提供了一种硒功能化多孔材料的制备方法，将硒醚硅烷偶联剂在溶剂存在下对多孔材料进行接枝改性，得到所述含硒负载多孔材料；所述硒醚硅烷偶联剂具有如下结构通式：

其中，n选自1～10的任一整数；R为C1～C10的烷基或(取代)芳基，(取代)芳基指代取代或未取代的芳基。

进一步地，所述硒醚类硅烷偶联剂的制备方法如下：