一種多孔硅藻土吸附材料的制備方法及應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于分離重金屬離子的羥基和脯氨酸功能基協(xié)同修飾的多孔硅藻土吸附材料的制備方法，為將脯氨酸功能基在低溫下對多孔硅藻土進行修飾，并與羥基協(xié)同作用，有效地提高該吸附材料對重金屬離子的吸附分離性能。本發(fā)明得到含雙功能基修飾的多孔硅藻土吸附材料，制備操作簡單，成本低廉，對水中重金屬離子吸附效果好，可在重金屬離子的分離回收等領域推廣使用。
【專利說明】一種多孔硅藻土吸附材料的制備方法及應用

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種雙功能吸附材料，尤其涉及一種羥基和脯氨酸功能基協(xié)同修飾的 多孔硅藻土吸附材料的制備及其在重金屬離子吸附分離中的應用，屬于材料領域。

【背景技術】
[0002] 目前隨著工業(yè)規(guī)模的日益擴大，水環(huán)境中重金屬離子如汞、鉻、鉛、銅等對人類的 身體健康和生態(tài)環(huán)境的危害越來越嚴重。因此，有效地從工業(yè)廢水中去除這些重金屬離子 已經成為環(huán)保領域中非常迫切的任務?，F在常用的方法有電解法、離子交換法、化學氧化/ 還原法和吸附法，其中吸附分離法作為一種重要的化學物理方法，因其高性價比在工業(yè)污 水，特別是重金屬廢水處理中有著廣泛的應用。在種類眾多的吸附材料中，硅藻土因其具有 獨特的微孔結構、大比表面積、耐高溫、耐酸性等優(yōu)異的物化性能在吸附分離領域引起人們 廣泛的研宄興趣，并且其儲量大、價格低、性質穩(wěn)定，具有良好的應用前景。
[0003] 酸化法是硅藻土常用的改性方法，Shawabkeh等研宄發(fā)現酸處理可以洗去硅藻土 中的雜質和一些有機物，從而有效提高吸附效果。并且經過酸處理過的硅藻土可以活化其 表面，使其富含羥基，起到螯合金屬離子的作用。而脯氨酸為環(huán)狀的亞氨基酸，具有亞氨基 和羧基功能基，可以與重金屬離子進行螯合配位。如果將脯氨酸接枝到酸處理的硅藻土上， 將能與羥基協(xié)同作用，有效地提高其吸附重金屬離子的性能。從目前檢索的資料看，國內外 尚未報道使用羥基和脯氨酸功能基協(xié)同修飾的多孔硅藻土吸附材料用于重金屬離子的吸 附分離。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明針對現有技術的不足，提供一種羥基和脯氨酸功能基協(xié)同修飾的多孔硅藻 土吸附材料的制備及應用。
[0005]本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：一種制備羥基和脯氨酸功能基協(xié)同修 飾的多孔硅藻土吸附材料的方法，包括以下步驟：
[0006] 1)將酸化處理后的多孔硅藻土與脯氨酸混合，在-5?-15°c低溫下攪拌滴加二氯 亞砜，繼續(xù)攪拌反應2?4小時；
[0007] 2)將步驟1)反應后的產物自然升至室溫放置12?24小時，再在50?70°C下旋 轉蒸發(fā)30?90分鐘得到產品。
[0008]在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0009] 進一步，步驟1)中多孔娃藻土和脯氨酸的質量比為1:0. 5?4,多孔娃藻土與二氯 亞砜的質量比為1:5?7。
[0010] 進一步，步驟1)的攪拌速度為200?280rpm。
[0011] 步驟1)所述多孔硅藻土的酸化處理為：在干燥的容器中加入硅藻土，再加入1:1 硝酸水溶液（v/v)至蓋過硅藻土 3-4cm，回流3h，冷卻后用蒸餾水洗至中性，再用1:1鹽酸 溶液（v/v)浸泡6h，然后將產品用蒸餾水洗滌至無氯離子，最后置于馬弗爐中在160°C下干 燥12h，冷卻備用。
[0012] 通過本發(fā)明的制備方法，實現對已有羥基的多孔硅藻土的脯氨酸功能基化學修 飾，制備得到羥基和脯氨酸功能基協(xié)同修飾的多孔硅藻土吸附材料。
[0013] 本發(fā)明第二方面公開了一種羥基和脯氨酸功能基協(xié)同修飾的多孔硅藻土吸附材 料，米用前述方法制備獲得。
[0014] 本發(fā)明采用低溫酯化技術，將脯氨酸功能基化學修飾到硅藻土表面，與羥基功能 基協(xié)同作用，有效提高硅藻土對重金屬離子的吸附性能。
[0015] 本發(fā)明第三方面公開了前述方法及采用前述方法制備的所述多孔硅藻土在 Au(III)、Hg(II)、Pb(II)或Co(II)吸附中的應用。
[0016] 進一步的，為在Au(III)或Hg(II)吸附中的應用。
[0017] 本發(fā)明方法制備的羥基和脯氨酸功能基協(xié)同修飾的多孔硅藻土吸附材料可選擇 性吸附重金屬離子，能顯著吸附Au離子和Hg離子。
[0018] 本發(fā)明第四方面公開了采用前述羥基和脯氨酸功能基協(xié)同修飾的多孔硅藻土吸 附材料吸附重金屬離子的方法，為采用靜態(tài)吸附（或稱批次法）的方法。
[0019] 靜態(tài)吸附：將吸附材料與含重金屬離子的水溶液混合，不斷攪拌，使吸附材料與溶 液充分混合吸附溶液內的重金屬離子。使用原子吸收法測定溶液中剩余重金屬離子的濃 度。用公式（1)計算吸附材料的吸附量q(mg/g)。
[0020]

【權利要求】
1. 一種制備羥基和脯氨酸功能基協(xié)同修飾的多孔硅藻土吸附材料的方法，包括以下步 驟： 1) 將酸化處理后的多孔硅藻土與脯氨酸混合，在-5?-15°C低溫下攪拌滴加二氯亞 砜，繼續(xù)攪拌反應2?4小時； 2) 將步驟1)反應后的產物自然升至室溫放置12?24小時，再在50?70°C下旋轉蒸 發(fā)30?90分鐘得到產品。
2. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中多孔硅藻土和脯氨酸的質 量比為1:0. 5?4,多孔娃藻土與二氯亞砜的質量比為1:5?7。
3. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)的攪拌速度為200?280rpm。
4. 一種羥基和脯氨酸功能基協(xié)同修飾的多孔硅藻土吸附材料，采用權利要求1-3任一 權利要求所述方法制備獲得。
5. 權利要求1-3任一權利要求所述方法及權利要求4所述多孔硅藻土吸附材料在 Au(III)、Hg(II)、Pb(II)或 Co(II)吸附中的應用。
6. 如權利要求5所述的應用，其特征在于，為權利要求1-3任一權利要求所述方法及權 利要求4所述多孔硅藻土吸附材料在Au(III)或Hg(II)吸附中的應用。
7. 采用權利要求4所述多孔硅藻土吸附材料吸附重金屬離子的方法，為采用靜態(tài)吸附 法。
【文檔編號】B01J20/30GK104492385SQ201410833286
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月26日 優(yōu)先權日:2014年12月26日
【發(fā)明者】殷平, 曹付軍, 曲榮君, 劉希光, 徐強 申請人:魯東大學