本發(fā)明涉及功能材料和重金屬吸附處理技術(shù)領(lǐng)域,具體地說,涉及一種富含硫代胺基功能化磁性材料高效吸附重金屬的方法。
背景技術(shù):
隨著全球工業(yè)化的快速發(fā)展,重金屬對水的污染已經(jīng)成為一個嚴重的環(huán)境問題,因為他們對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康有不利的影響。采礦、金屬表面處理、涂裝、印刷工藝、農(nóng)藥、化肥等行業(yè)釋放到環(huán)境中的銅、鉻、鎘、鉛、鋅、汞、鎳或砷等重金屬對自然界或人的活動引起嚴重后果。這些重金屬進入水體環(huán)境,在低濃度下的就具有劇毒、致癌和致突變性問題,會導(dǎo)致水體中大量魚蝦死亡;而且由于具有隱蔽性、積累性且難以生物降解,通過食物鏈的傳遞,低濃度的重金屬最后能夠以有害效應(yīng)的濃度富集于人和動物體內(nèi),可能誘發(fā)人體基因突變,甚至死亡,對人畜造成極大傷害。因此,為優(yōu)化人類的生活環(huán)境,減少健康危害,降低廢水中有害重金屬污染物,使其達到國家排放標準,已經(jīng)成為當今年社會迫在眉睫的首要任務(wù)。
吸附法由于成本低廉、吸附性能優(yōu)良,被認為是最簡單有效去除水體重金屬污染物的方法之一。吸附劑材料是吸附法的關(guān)鍵,磁性納米吸附劑材料具有比表面積大、超順磁性、易從溶液中分離、低毒性以及表面易于修飾等特點,在水處理領(lǐng)域具有著很廣闊的應(yīng)用前景。目前有大量文獻報道了胺基功能化磁性納米材料的制備方法,分別為“一步法”和“兩步法”兩種方法。相比較而言,“一步法”制備方法簡單,制備出的磁性顆粒穩(wěn)定性和分散性較好,對吸附材料而言是有利的。但是“一步法”制備出的介孔磁性顆粒表面的胺基官能團密度小,即吸附位點較少,吸附容量及吸附速率較低是其主要問題。
超支聚合物是一種富有各種末端官能團,具有類似網(wǎng)絡(luò)球狀的三維立體結(jié)構(gòu)的大分子聚合物,它能增加表面官能團的密度。相比線性聚合物而言,高度支化結(jié)構(gòu)的聚合物其分子鏈之間不易纏結(jié),溶解度高,粘度低,分子結(jié)構(gòu)呈球形,內(nèi)部有大量的空腔,分子的反應(yīng)活性位點較多,有利于特定螯合官能團的引入,將其應(yīng)用于吸附領(lǐng)域,可大大提高吸附容量和效率。與樹狀聚合物分子相比,超支化聚合物合成工藝簡單,僅有一步法便可合成,且無需純化,易于工業(yè)化生產(chǎn)。超支化聚合物表面大量活性官能團可以通過改性修飾制備出不同性質(zhì)及功能的聚合物,也可以修飾在其他基材如介孔二氧化硅、磁性材料等材料表面,提高表面官能團密度,改善基材本身所帶來的局限性。
含硫重金屬螯合基團可與很多重金屬形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,本發(fā)明將超支化聚合物、磁性材料的優(yōu)勢與重金屬螯合基團相結(jié)合,制備一種富基于含硫代胺基官能團修飾的磁性材料,實現(xiàn)對水體中重金屬離子的快速、高效吸附去除,具有廣闊的應(yīng)用前景。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對目前磁性吸附材料的不足,提出一種利用結(jié)構(gòu)規(guī)整的超支化聚合物提高磁性材料表面含硫螯合基團密度的方法,制備出一種富含硫代胺基功能化磁性材料,并實現(xiàn)重金屬的高效吸附。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
首先采用真空縮聚法制備端胺基超支化聚合物,然后采用“一鍋法”制備表面帶胺基的介孔磁性材料,在交聯(lián)劑作用下,將端胺基超支化聚合物與介孔磁性材料交聯(lián),最后在堿性條件下,與含硫螯合基團反應(yīng),制備富含硫代胺基功能化磁性材料,并提供了該功能化磁性材料在一定pH條件下,高效吸附水中重金屬離子的方法。
一種富含硫代胺基功能化磁性材料的制備及高效吸附重金屬的方法,包括以下步驟:
a.富含硫代胺基功能化磁性材料的制備
1)端胺基超支聚合物的制備:將單體A溶解在甲醇中,然后滴加等摩爾數(shù)的單體B,室溫下反應(yīng)8~14h后,減壓蒸餾出體系中的甲醇,然后真空下40~80℃繼續(xù)反應(yīng)0.5~3h,升溫至100~150℃反應(yīng)6~10h。反應(yīng)完成后加入甲醇溶解,產(chǎn)物經(jīng)乙醚沉淀,抽濾洗滌,真空干燥得到淡黃色粘性固體;
2)胺基功能化介孔磁性材料的制備:將無水FeCl3和乙酸鈉按照1∶4~8的摩爾比溶解在乙二醇中,攪拌超聲0.5~1h左右,然后在30~50℃回流條件下,按照與乙酸鈉等摩爾的量加入含胺基試劑,反應(yīng)1~3h。將所得混合物在高壓反應(yīng)釜內(nèi)180~220℃條件下反應(yīng)6~12h,然后用去離子水和無水乙醇洗滌所得產(chǎn)物,在60℃真空干燥箱內(nèi)干燥24h;
3)端胺基超支聚合物功能化介孔磁性材料的制備:將步驟2)所得產(chǎn)物分散在磷酸緩沖溶液(含端胺基超支化聚合物濃度為5~20g/L)中,且調(diào)節(jié)pH值,超聲10~20min后,加入4~8mL交聯(lián)劑,然后升溫至50~85℃之間通氮氣條件下機械攪拌反應(yīng)6~12h,所得產(chǎn)物用去離子水和無水乙醇洗滌5次,在60℃真空干燥箱里干燥12h;
4)富含硫代胺基功能化磁性材料的制備:取步驟3)所得產(chǎn)物200mg分散在200~500mL 0.1~0.5mol/L的氫氧化鈉溶液中超聲15~30min后,加入40~80mL異丙醇,然后再加入4~10mL含硫重金屬螯合基團,然后在室溫條件下機械攪拌4~8h,所得產(chǎn)品用去離子水和異丙醇洗滌5次,磁分離,在40℃真空干燥箱干燥10h;
b.水中重金屬離子的高效吸附應(yīng)用
取一定量的富含硫代胺基功能化磁性材料,置于含重金屬離子的水溶液中,調(diào)節(jié)pH值,攪拌下吸附。
本發(fā)明的優(yōu)點在于:
1.以胺基功能化介孔磁性材料為基材,利用其高比表面積,良好的穩(wěn)定性、分散性以及分離功能,在接枝具有類似球狀三維結(jié)構(gòu)空腔和表面含有大量活性官能團的超支化聚合物,能夠大幅度提高吸附劑表面的官能團密度,實現(xiàn)水中重金屬的快速高效吸附。
2.首先采用“一鍋法”制備胺基功能化磁性材料,具有方法簡單、結(jié)構(gòu)性質(zhì)穩(wěn)定、分散性較好等優(yōu)點。采用交聯(lián)劑將端胺基超支聚合物接枝在胺基功能化磁性材料上,具有合成過程簡單、周期短、效率較高、成本低廉等優(yōu)勢,易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
3.本發(fā)明在端胺基超支聚合物功能化磁性材料表面引入硫代胺基官能團,不僅提高了吸附材料表面官能團的密度,而且也提高了對重金屬的吸附選擇性和效率。所得復(fù)合材料易于分離回收、安全無毒、綠色環(huán)保,應(yīng)用前景廣泛。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施案例1的紅外光譜圖(a)胺基功能化磁性介孔材料,(b)端胺基超支化聚合物功能化磁性材料,(c)富含硫代胺基功能化磁性材料的紅外對比圖;
圖2為本發(fā)明實施案例1的富含硫代胺基功能化磁性材料的(a)透射和(b)掃描電鏡圖;
圖3為本發(fā)明實施案例1的中各種材料對水溶液中Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+的靜態(tài)吸附柱狀圖,(a)胺基功能化磁性介孔材料,(b)端胺基超支化聚合物功能化磁性材料,(c)富含硫代胺基功能化磁性材料。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖及具體實施案例對本發(fā)明技術(shù)方案做進一步的闡述。
實施例1
a.富含硫代胺基功能化磁性材料的制備
1)端胺基超支聚合物的制備:將20.63g二乙烯三胺溶解在25mL甲醇中,然后滴加17.22g的丙烯酸甲酯,室溫下反應(yīng)10h后,減壓蒸餾出體系中的甲醇,然后真空下60℃繼續(xù)反應(yīng)1h,油浴升溫至100-150℃反應(yīng)8.5h。加入甲醇溶解,反應(yīng)混合物經(jīng)乙醚沉淀,抽濾洗滌,真空干燥得到淡黃色粘性固體;
2)胺基功能化介孔磁性材料的制備:將2.0g無水FeCl3和4.0g乙酸鈉溶解在60mL的乙二醇中,攪拌超聲1h左右,然后在40℃回流條件下加入20mL乙醇胺反應(yīng)2.5h。將所得混合物在高壓反應(yīng)釜內(nèi)200℃條件下反應(yīng)10h,然后用去離子水和無水乙醇洗滌所得產(chǎn)物,在60℃真空干燥箱內(nèi)干燥24h;
3)端胺基超支聚合物功能化介孔磁性材料的制備:將步驟2)制備的材料300mg分散在100mL磷酸緩沖溶液(含端胺基超支化聚合物濃度為20g/L)中,且調(diào)節(jié)pH值為7.0左右,超聲15min后,加入6mL交聯(lián)劑戊二醛,然后升溫至60℃之間通氮氣條件下機械攪拌反應(yīng)10h,所得產(chǎn)物用去離子水和無水乙醇洗滌5次,在60℃真空干燥箱里干燥12h;
4)富含硫代胺基功能化磁性材料的制備:取步驟3)所得產(chǎn)物200mg分散在380mL 0.1mol/L的氫氧化鈉溶液中超聲15-30min后,加入60mL異丙醇,然后再加入6mLCS2,然后在室溫條件下機械攪拌8h,所得產(chǎn)品用去離子水和異丙醇洗滌5次,磁分離,在40℃真空干燥箱干燥10h。
b.水中重金屬離子的高效吸附應(yīng)用
稱取50mg的富含硫代胺基功能化磁性材料,置于含有Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+的50mL水中,初始濃度均為12mg/L,pH值調(diào)至6.0,恒溫25℃,水浴振蕩1h取出,富含硫代胺基功能化磁性材料對水溶液中Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+的去除率均接近100%。
實施例2
a.富含硫代胺基功能化磁性材料的制備
1)端胺基超支聚合物的制備:將12.02g乙二胺溶解在25mL甲醇中,然后滴加17.22g的丙烯酸甲酯,室溫下反應(yīng)10h后,減壓蒸餾出體系中的甲醇,然后真空下60℃繼續(xù)反應(yīng)1h,油浴升溫至125℃反應(yīng)8.5h。加入甲醇溶解,反應(yīng)混合物經(jīng)乙醚沉淀,抽濾洗滌,真空干燥得到淡黃色粘性固體;
2)胺基功能化介孔磁性材料的制備:將2.0g無水FeCl3和4.0g乙酸鈉溶解在60mL的乙二醇中,攪拌超聲1h左右,然后在40℃回流條件下加入20mL乙二胺反應(yīng)2.5h。將所得混合物在高壓反應(yīng)釜內(nèi)200℃條件下反應(yīng)10h,然后用去離子水和無水乙醇洗滌所得產(chǎn)物,在60℃真空干燥箱內(nèi)干燥24h;
3)端胺基超支聚合物功能化介孔磁性材料的制備:將步驟2)制備的材料300mg分散在100mL磷酸緩沖溶液(含端胺基超支化聚合物濃度為20g/L)中,且調(diào)節(jié)pH值為7.0左右,超聲15min后,加入6mL交聯(lián)劑環(huán)氧氯丙烷,然后升溫至60℃之間通氮氣條件下機械攪拌反應(yīng)10h,所得產(chǎn)物用去離子水和無水乙醇洗滌5次,在60℃真空干燥箱里干燥12h;
4)富含硫代胺基功能化磁性材料的制備:取步驟3)所得產(chǎn)物200mg分散在380mL 0.1mol/L的氫氧化鈉溶液中超聲15-30min后,加入60mL異丙醇,然后再加入6mL異硫氰酸酯,然后在室溫條件下機械攪拌8h,所得產(chǎn)品用去離子水和異丙醇洗滌5次,磁分離,在40℃真空干燥箱干燥10h。
b.水中重金屬離子的高效吸附應(yīng)用
稱取50mg的富含硫代胺基功能化磁性材料,置于含有Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+的50mL水中,初始濃度均為12mg/L,pH值調(diào)至6.0,恒溫25℃,水浴振蕩1h取出,富含硫代胺基功能化磁性材料對水溶液中Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+的去除率均接近99%。
實施例3
a.富含硫代胺基功能化磁性材料的制備
1)端胺基超支聚合物的制備:將29.29g四乙烯五胺溶解在25mL甲醇中,然后滴加22.83g的丙烯酸乙酯,室溫下反應(yīng)10h后,減壓蒸餾出體系中的甲醇,然后真空下60℃繼續(xù)反應(yīng)1h,油浴升溫至125℃反應(yīng)8.5h。加入甲醇溶解,反應(yīng)混合物經(jīng)乙醚沉淀,抽濾洗滌,真空干燥得到淡黃色粘性固體;
2)胺基功能化介孔磁性材料的制備:將2.0g無水FeCl3和4.0g乙酸鈉溶解在60mL的乙二醇中,攪拌超聲1h左右,然后在40℃回流條件下加入20mL二乙烯三胺反應(yīng)2.5h。將所得混合物在高壓反應(yīng)釜內(nèi)200℃條件下反應(yīng)10h,然后用去離子水和無水乙醇洗滌所得產(chǎn)物,在60℃真空干燥箱內(nèi)干燥24h;
3)端胺基超支聚合物功能化介孔磁性材料的制備:將步驟2)制備的材料300mg分散在100mL磷酸緩沖溶液(含端胺基超支化聚合物濃度為20g/L)中,且調(diào)節(jié)pH值為7.0左右,超聲15min后,加入6mL交聯(lián)劑環(huán)氧氯丙烷,然后升溫至60℃之間通氮氣條件下機械攪拌反應(yīng)10h,所得產(chǎn)物用去離子水和無水乙醇洗滌5次,在60℃真空干燥箱里干燥12h;
4)富含硫代胺基功能化磁性材料的制備:取步驟3)所得產(chǎn)物200mg分散在380mL 0.1mol/L的氫氧化鈉溶液中超聲15-30min后,加入60mL異丙醇,然后再加入6mL苯甲?;螂?,然后在室溫條件下機械攪拌8h,所得產(chǎn)品用去離子水和異丙醇洗滌5次,磁分離,在40℃真空干燥箱干燥10h。
b.水中重金屬離子的高效吸附應(yīng)用
稱取50mg的富含硫代胺基功能化磁性材料,置于含有Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+的50mL水中,初始濃度均為12mg/L,pH值調(diào)至6.0,恒溫25℃,水浴振蕩1h取出,富含硫代胺基功能化磁性材料對水溶液中Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+的去除率均接近98%。
實施例4
a.富含硫代胺基功能化磁性材料的制備
1)端胺基超支聚合物的制備:將29.29g四乙烯五胺溶解在25mL甲醇中,然后滴加20.01g的丁二酸酐,室溫下反應(yīng)10h后,減壓蒸餾出體系中的甲醇,然后真空下60℃繼續(xù)反應(yīng)1h,油浴升溫至125℃反應(yīng)8.5h。加入甲醇溶解,反應(yīng)混合物經(jīng)乙醚沉淀,抽濾洗滌,真空干燥得到淡黃色粘性固體;
2)胺基功能化介孔磁性材料的制備:將2.0g無水FeCl3和4.0g乙酸鈉溶解在60mL的乙二醇中,攪拌超聲1h左右,然后在40℃回流條件下加入20mL三乙烯四胺反應(yīng)2.5h。將所得混合物在高壓反應(yīng)釜內(nèi)200℃條件下反應(yīng)10h,然后用去離子水和無水乙醇洗滌所得產(chǎn)物,在60℃真空干燥箱內(nèi)干燥24h;
3)端胺基超支聚合物功能化介孔磁性材料的制備:將步驟2)制備的材料300mg分散在100mL磷酸緩沖溶液(含端胺基超支化聚合物濃度為20g/L)中,且調(diào)節(jié)pH值為7.0左右,超聲15min后,加入6mL交聯(lián)劑環(huán)氧氯丙烷,然后升溫至60℃之間通氮氣條件下機械攪拌反應(yīng)10h,所得產(chǎn)物用去離子水和無水乙醇洗滌5次,在60℃真空干燥箱里干燥12h;
4)富含硫代胺基功能化磁性材料的制備:取步驟3)所得產(chǎn)物200mg分散在380mL 0.1mol/L的氫氧化鈉溶液中超聲15-30min后,加入60mL異丙醇,然后再加入6mL巰基苯并噻唑,然后在室溫條件下機械攪拌8h,所得產(chǎn)品用去離子水和異丙醇洗滌5次,磁分離,在40℃真空干燥箱干燥10h。
b.水中重金屬離子的高效吸附應(yīng)用
稱取50mg的富含硫代胺基功能化磁性材料,置于含有Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+的50mL水中,初始濃度均為12mg/L,pH值調(diào)至6.0,恒溫25℃,水浴振蕩1h取出,富含硫代胺基功能化磁性材料對水溶液中Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+的去除率均接近98%。
實施例5
a.富含硫代胺基功能化磁性材料的制備
1)端胺基超支聚合物的制備:將20.63g二乙烯三胺溶解在25mL甲醇中,然后滴加17.22g的丙烯酸甲酯,室溫下反應(yīng)10h后,減壓蒸餾出體系中的甲醇,然后真空下60℃繼續(xù)反應(yīng)1h,油浴升溫至100-150℃反應(yīng)8.5h。加入甲醇溶解,反應(yīng)混合物經(jīng)乙醚沉淀,抽濾洗滌,真空干燥得到淡黃色粘性固體;
2)胺基功能化介孔磁性材料的制備:將2.0g無水FeCl3和4.0g乙酸鈉溶解在60mL的乙二醇中,攪拌超聲1h左右,然后在40℃回流條件下加入20mL乙醇胺反應(yīng)2.5h。將所得混合物在高壓反應(yīng)釜內(nèi)200℃條件下反應(yīng)10h,然后用去離子水和無水乙醇洗滌所得產(chǎn)物,在60℃真空干燥箱內(nèi)干燥24h;
3)端胺基超支聚合物功能化介孔磁性材料的制備:將步驟2)制備的材料300mg分散在100mL磷酸緩沖溶液(含端胺基超支化聚合物濃度為20g/L)中,且調(diào)節(jié)pH值為7.0左右,超聲15min后,加入6mL交聯(lián)劑環(huán)氧氯丙烷,然后升溫至60℃之間通氮氣條件下機械攪拌反應(yīng)10h,所得產(chǎn)物用去離子水和無水乙醇洗滌5次,在60℃真空干燥箱里干燥12h;
4)富含硫代胺基功能化磁性材料的制備:取步驟3)所得產(chǎn)物200mg分散在380mL 0.1mol/L的氫氧化鈉溶液中超聲15-30min后,加入60mL異丙醇,然后再加入6mL異硫氰酸酯,然后在室溫條件下機械攪拌8h,所得產(chǎn)品用去離子水和異丙醇洗滌5次,磁分離,在40℃真空干燥箱干燥10h。
b.水中重金屬離子的高效吸附應(yīng)用
稱取50mg的富含硫代胺基功能化磁性材料,置于含有Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+的50mL水中,初始濃度均為12mg/L,pH值調(diào)至6.0,恒溫25℃,水浴振蕩1h取出,富含硫代胺基功能化磁性材料對水溶液中Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+的去除率均接近99%。
實施例6
a.富含硫代胺基功能化磁性材料的制備
1)端胺基超支聚合物的制備:將12.02g乙二胺溶解在25mL甲醇中,然后滴加17.22g的丙烯酸甲酯,室溫下反應(yīng)10h后,減壓蒸餾出體系中的甲醇,然后真空下60℃繼續(xù)反應(yīng)1h,油浴升溫至125℃反應(yīng)8.5h。加入甲醇溶解,反應(yīng)混合物經(jīng)乙醚沉淀,抽濾洗滌,真空干燥得到淡黃色粘性固體;
2)胺基功能化介孔磁性材料的制備:將2.0g無水FeCl3和4.0g乙酸鈉溶解在60mL的乙二醇中,攪拌超聲1h左右,然后在40℃回流條件下加入20mL二乙烯三胺反應(yīng)2.5h。將所得混合物在高壓反應(yīng)釜內(nèi)200℃條件下反應(yīng)10h,然后用去離子水和無水乙醇洗滌所得產(chǎn)物,在60℃真空干燥箱內(nèi)干燥24h;
3)端胺基超支聚合物功能化介孔磁性材料的制備:將步驟2)制備的材料300mg分散在100mL磷酸緩沖溶液(含端胺基超支化聚合物濃度為20g/L)中,且調(diào)節(jié)pH值為7.0左右,超聲15min后,加入6mL交聯(lián)劑環(huán)氧氯丙烷,然后升溫至60℃之間通氮氣條件下機械攪拌反應(yīng)10h,所得產(chǎn)物用去離子水和無水乙醇洗滌5次,在60℃真空干燥箱里干燥12h;
4)富含硫代胺基功能化磁性材料的制備:取步驟3)所得產(chǎn)物200mg分散在380mL 0.1mol/L的氫氧化鈉溶液中超聲15-30min后,加入60mL異丙醇,然后再加入6mL硫脲,然后在室溫條件下機械攪拌8h,所得產(chǎn)品用去離子水和異丙醇洗滌5次,磁分離,在40℃真空干燥箱干燥10h。
b.水中重金屬離子的高效吸附應(yīng)用
稱取50mg的富含硫代胺基功能化磁性材料,置于含有Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+的50mL水中,初始濃度均為12mg/L,pH值調(diào)至6.0,恒溫25℃,水浴振蕩1h取出,富含硫代胺基功能化磁性材料對水溶液中Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+的去除率均接近98%。
實施例7
a.富含硫代胺基功能化磁性材料的制備
1)端胺基超支聚合物的制備:將41.67g五乙烯基六胺溶解在25mL甲醇中,然后滴加29.63g的鄰苯二甲酸酐,室溫下反應(yīng)10h后,減壓蒸餾出體系中的甲醇,然后真空下60℃繼續(xù)反應(yīng)1h,油浴升溫至125℃反應(yīng)8.5h。加入甲醇溶解,反應(yīng)混合物經(jīng)乙醚沉淀,抽濾洗滌,真空干燥得到淡黃色粘性固體;
2)胺基功能化介孔磁性材料的制備:將2.0g無水FeCl3和4.0g乙酸鈉溶解在60mL的乙二醇中,攪拌超聲1h左右,然后在40℃回流條件下加入20mL乙二胺反應(yīng)2.5h。將所得混合物在高壓反應(yīng)釜內(nèi)200℃條件下反應(yīng)10h,然后用去離子水和無水乙醇洗滌所得產(chǎn)物,在60℃真空干燥箱內(nèi)干燥24h;
3)端胺基超支聚合物功能化介孔磁性材料的制備:將步驟2)制備的材料300mg分散在100mL磷酸緩沖溶液(含端胺基超支化聚合物濃度為20g/L)中,且調(diào)節(jié)pH值為7.0左右,超聲15min后,加入6mL交聯(lián)劑環(huán)氧氯丙烷,然后升溫至60℃之間通氮氣條件下機械攪拌反應(yīng)10h,所得產(chǎn)物用去離子水和無水乙醇洗滌5次,在60℃真空干燥箱里干燥12h;
4)富含硫代胺基功能化磁性材料的制備:取步驟3)所得產(chǎn)物200mg分散在380mL 0.1mol/L的氫氧化鈉溶液中超聲15-30min后,加入60mL異丙醇,然后再加入6mL二硫化碳,然后在室溫條件下機械攪拌8h,所得產(chǎn)品用去離子水和異丙醇洗滌5次,磁分離,在40℃真空干燥箱干燥10h。
b.水中重金屬離子的高效吸附應(yīng)用
稱取50mg的富含硫代胺基功能化磁性材料,置于含有Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+的50mL水中,初始濃度均為12mg/L,pH值調(diào)至6.0,恒溫25℃,水浴振蕩1h取出,富含硫代胺基功能化磁性材料對水溶液中Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+的去除率均接近98%。
實施例8
a.富含硫代胺基功能化磁性材料的制備
1)端胺基超支聚合物的制備:將12.02g乙二胺溶解在25mL甲醇中,然后滴加17.22g的環(huán)丁酸酐,室溫下反應(yīng)10h后,減壓蒸餾出體系中的甲醇,然后真空下60℃繼續(xù)反應(yīng)1h,油浴升溫至125℃反應(yīng)8.5h。加入甲醇溶解,反應(yīng)混合物經(jīng)乙醚沉淀,抽濾洗滌,真空干燥得到淡黃色粘性固體;
2)胺基功能化介孔磁性材料的制備:將2.0g無水FeCl3和4.0g乙酸鈉溶解在60mL的乙二醇中,攪拌超聲1h左右,然后在40℃回流條件下加入20mL鄰苯二胺反應(yīng)2.5h。將所得混合物在高壓反應(yīng)釜內(nèi)200℃條件下反應(yīng)10h,然后用去離子水和無水乙醇洗滌所得產(chǎn)物,在60℃真空干燥箱內(nèi)干燥24h;
3)端胺基超支聚合物功能化介孔磁性材料的制備:將步驟2)制備的材料300mg分散在100mL磷酸緩沖溶液(含端胺基超支化聚合物濃度為20g/L)中,且調(diào)節(jié)pH值為7.0左右,超聲15min后,加入6mL交聯(lián)劑六氫鄰苯二甲酸酐,然后升溫至60℃之間通氮氣條件下機械攪拌反應(yīng)10h,所得產(chǎn)物用去離子水和無水乙醇洗滌5次,在60℃真空干燥箱里干燥12h;
4)富含硫代胺基功能化磁性材料的制備:取步驟3)所得產(chǎn)物200mg分散在380mL 0.1mol/L的氫氧化鈉溶液中超聲15-30min后,加入60mL異丙醇,然后再加入6mL巰基苯并噻唑,然后在室溫條件下機械攪拌8h,所得產(chǎn)品用去離子水和異丙醇洗滌5次,磁分離,在40℃真空干燥箱干燥10h。
b.水中重金屬離子的高效吸附應(yīng)用
稱取50mg的富含硫代胺基功能化磁性材料,置于含有Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+的50mL水中,初始濃度均為12mg/L,pH值調(diào)至6.0,恒溫25℃,水浴振蕩1h取出,富含硫代胺基功能化磁性材料對水溶液中Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+的去除率均接近98%。
實施例9
a.富含硫代胺基功能化磁性材料的制備
1)端胺基超支聚合物的制備:將12.02g乙二胺溶解在25mL甲醇中,然后滴加17.22g的丙烯酸甲酯,室溫下反應(yīng)10h后,減壓蒸餾出體系中的甲醇,然后真空下60℃繼續(xù)反應(yīng)1h,油浴升溫至125℃反應(yīng)8.5h。加入甲醇溶解,反應(yīng)混合物經(jīng)乙醚沉淀,抽濾洗滌,真空干燥得到淡黃色粘性固體;
2)胺基功能化介孔磁性材料的制備:將2.0g無水EeCl3和4.0g乙酸鈉溶解在60mL的乙二醇中,攪拌超聲1h左右,然后在40℃回流條件下加入20mL鄰苯二胺反應(yīng)2.5h。將所得混合物在高壓反應(yīng)釜內(nèi)200℃條件下反應(yīng)10h,然后用去離子水和無水乙醇洗滌所得產(chǎn)物,在60℃真空干燥箱內(nèi)干燥24h;
3)端胺基超支聚合物功能化介孔磁性材料的制備:將步驟2)制備的材料300mg分散在100mL磷酸緩沖溶液(含端胺基超支化聚合物濃度為20g/L)中,且調(diào)節(jié)pH值為7.0左右,超聲15min后,加入6mL交聯(lián)劑戊二醛,然后升溫至60℃之間通氮氣條件下機械攪拌反應(yīng)10h,所得產(chǎn)物用去離子水和無水乙醇洗滌5次,在60℃真空干燥箱里干燥12h;
4)富含硫代胺基功能化磁性材料的制備:取步驟3)所得產(chǎn)物200mg分散在380mL 0.1mol/L的氫氧化鈉溶液中超聲15-30min后,加入60mL異丙醇,然后再加入6mL苯甲酰基硫脲,然后在室溫條件下機械攪拌10h,所得產(chǎn)品用去離子水和異丙醇洗滌5次,磁分離,在40℃真空干燥箱干燥10h。
b.水中重金屬離子的高效吸附應(yīng)用
稱取50mg的富含硫代胺基功能化磁性材料,置于含有Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+的50mL水中,初始濃度均為12mg/L,pH值調(diào)至6.0,恒溫25℃,水浴振蕩1h取出,富含硫代胺基功能化磁性材料對水溶液中Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+的去除率均接近95%。