表面修飾的kit-6介孔材料、合成方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種介孔材料、合成方法及其應(yīng)用，特別是一種表面修飾的KIT-6介孔材料、合成方法及其應(yīng)用，屬于材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來，重金屬對環(huán)境的污染日益嚴重，進而對人類及動植物造成了極大危害。其中鈾(VI)不僅是重金屬，也歸屬于放射性核素，環(huán)境中鈾的存在，會嚴重地威脅環(huán)境及生物體的健康。
[0003]處理放射性廢水的方法有多種，常用的方法有沉淀法、吸附法、離子交換法等。而其中吸附法操作最為方便，適合于大量廢水的治理。吸附法中吸附劑的選擇極為重要，通常選擇比表面積大，物理及化學性質(zhì)穩(wěn)定的物質(zhì)。如文獻l(Xinghui Wang etal.Annals of Nuclear Energy, 2013, 56, 151-157)采用 SBA-15 吸附溶液中的鈾(VI)。文獻 2 (Kleitz F，Choi S H, Ryoo R.Chemical Communicat1ns, 2003(17):2136-2137.)報道了溶膠-凝膠法合成的KIT-6，其特點是具有Ia3d的空間結(jié)構(gòu)，且有較大的比表面積和孔徑。但對于重金屬離子鈾離子的吸附來說，其缺點是該材料缺少對離子的選擇性。文獻 3 (Nilchi A, Babalou AA, Rafiee R, et al.Reactive&Funct1nalPolymers, 2008, 68(12): 1665 - 1670.)使用樹脂吸附水中鈾酰離子，雖然樹脂經(jīng)表面改性后帶有的官能團對鈾酰離子具有選擇性吸附，但是效果仍不理想，且吸附速率較慢，其主要原因是材料本身的結(jié)構(gòu)不利于吸附。因此，選擇有利于吸附且表面可進行修飾的材料對于溶液中鈾離子的去處及其重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種表面修飾的KIT-6介孔材料、合成方法及所述介孔材料在鈾離子上的吸附應(yīng)用。
[0005]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是:一種表面修飾的KIT-6介孔材料，所述的KIT-6介孔材料為空間立方相結(jié)構(gòu)，且其表面均勻修飾偕胺肟基團。
[0006]所述的介孔材料的比表面積為484?824m2/g，孔容為0.50?1.13cm3/g，孔徑為
5.95 ?3.98nm0
[0007]上述表面修飾的KIT-6介孔材料的合成方法，具體步驟如下:
[0008](I)取嵌段共聚物EO2qPO7qEO2。溶于水中，加入正丁醇，并混合均勻；
[0009](2)將正硅酸乙酯與3-氰丙基三乙氧基硅(CPTES)加入到步驟⑴的混合溶液中，并攪拌均勻，水熱反應(yīng)，冷卻后將原液過濾、干燥、回流除去模板劑得到表面帶有氰基官能團的KIT-6介孔材料；
[0010](3)將步驟(2)中表面帶有氰基官能團的KIT-6介孔材料進行偕胺肟化反應(yīng)，調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值至6-7，反應(yīng)結(jié)束后將溶液過濾、洗滌、真空干燥，即得表面帶有偕胺肟基團的介孔材料。
[0011]步驟⑴中，嵌段共聚物Ε02(]Ρ07(]Ε02。與正丁醇的質(zhì)量比為1:1。
[0012]步驟⑵中，正硅酸乙酯與3-氰丙基三乙氧基硅的摩爾比為5:1?7:1，嵌段共聚物EO2idPOtoEO2。與正硅酸乙酯的質(zhì)量比為1:2.085，水熱反應(yīng)溫度為100?110°C，反應(yīng)時間24h0
[0013]步驟(3)中，偕胺肟化反應(yīng)的試劑采用氯化羥胺，表面帶有氰基官能團的KIT-6介孔材料與氯化羥胺質(zhì)量比為1:8。
[0014]上述表面帶有偕胺肟基團的介孔材料在鈾離子吸附上的應(yīng)用，所述的應(yīng)用中pH為4-5，優(yōu)選pH為4。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點在于:
[0016](I)本發(fā)明制備的表面帶有偕胺肟基團的介孔材料成功的將偕胺肟基團均勻地分布在介孔材料二氧化硅材料表面，介孔材料二氧化硅材料具有大比表面積，可以容納鈾離子;
[0017](2)表面帶有偕胺肟基團的介孔材料保留了介孔材料大的比表面積和孔容，因此可以廣泛應(yīng)用于吸附、分離、催化、信息存儲和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實施例1中所得表面修飾的KIT-6介孔材料CN-KIT-6-7:1的小角XRD譜圖。
[0019]圖2是本發(fā)明實施例1中所得表面修飾的KIT-6介孔材料CN-KIT-6-7:1的孔徑分布曲線圖(a)和氮氣低溫吸附-脫附等溫線(b)。
[0020]圖3是本發(fā)明實施例1中所得表面修飾的KIT-6介孔材料CN-KIT-6-7:1的TEM圖像(標尺為10nm)。
[0021]圖4是本發(fā)明實施例1中所得表面修飾的KIT-6介孔材料CN-KIT-6-7:1及表面帶有偕胺肟基介孔材料AN-KIT-6-7:1的紅外光譜圖圖像。
[0022]圖5是本發(fā)明實施例2中所得表面修飾的KIT-6介孔材料CN-KIT-6-6:1的孔徑分布曲線圖(a)和氮氣低溫吸附-脫附等溫線(b)。
[0023]圖6是本發(fā)明實施例3中所得表面修飾的KIT-6介孔材料CN-KIT-6-5:1的孔徑分布曲線圖(a)和氮氣低溫吸附-脫附等溫線(b)。
[0024]圖7是本發(fā)明實施例3中合成得到表面修飾的KIT-6介孔材料AN-KIT-6-5:1在不同反應(yīng)時間條件下對鈾酰離子的吸附量曲線。
【具體實施方式】
[0025]為了更好地理解本發(fā)明，下面通過具體的實施例來具體說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0026]實施例1:表面修飾的KIT-6介孔材料的制備
[0027](I)表面修飾的KIT-6介孔材料合成:稱取1.0Og嵌段共聚物EO2qPO7qEO2q (P123)于燒杯中，量取2mL濃鹽酸及36.6mL的去離子水，35°C條件下攪拌，將P123溶解在鹽酸溶液中，使其自組裝形成介孔結(jié)構(gòu)。待P123完全溶解，溶液完全混合后加入1.0Og正丁醇，攪拌Ih后向溶液中加入正硅酸乙酯(TEOS) 2.085g及有機硅烷化試劑_3_氰丙基三乙氧基硅(CPTES) 0.3305go混合物在35°C下攪拌24h，24h后對混合物質(zhì)進行水熱處理(100°C )24h。水熱處理后將混合物過濾，烘干得到白色粉末。此時的白色粉末帶有模板劑P123，采用回流的方法去除樣品表面模板劑。去除模板劑后的樣品烘干，得到表面修飾的KIT-6介孔材料CN-KIT-6-7:l0
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