胺基功能修飾的介孔材料及其在鉬錸分離中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種胺基功能修飾的介孔材料及其在鉬錸分離中的應(yīng)用。采用的技術(shù)方案是：先將第一部分Na2SiO3溶解于去離子水中，加入均三甲基苯與P123的混合溶液中，然后40℃下攪拌。反應(yīng)一定時(shí)間后，再將第二部分Na2SiO3溶解于去離子水中，加入上述溶液中，40℃攪拌6h，100℃老化24h，抽濾，洗滌，干燥后的產(chǎn)物放入馬弗爐中，于550℃焙燒4h，得到產(chǎn)物SBA-15。將SBA-15置于三口瓶中，加入80mL乙醇溶液，氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入一定量的APTES攪拌30min，慢速滴加入20mL H2O，攪拌30min，抽濾，110℃干燥24h，得產(chǎn)物。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、成本低、吸附量大、鉬錸分離選擇性好。
【專利說(shuō)明】胺基功能修飾的介孔材料及其在鉬錸分離中的應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于介孔材料制備及稀散金屬有效提取的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用胺 基修飾的介孔材料從含有其他重金屬離子的溶液中選擇性且有效地吸附鑰離子，達(dá)到鑰錸 高效分離的目的。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于稀散金屬（鎵、銦、鉈、鍺、硒、碲、錸）及其化合物具有特殊的物理、化學(xué)性質(zhì)， 受到越來(lái)越多研究者的關(guān)注。特別是鑰（Mo),它是稀散金屬中應(yīng)用較廣泛的元素，金屬M(fèi)o 及Mo合金是一種極好的工程材料。鑰具有高熔點(diǎn)和高沸點(diǎn)、良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐磨性 等優(yōu)良的性能。金屬鑰被廣泛應(yīng)用在生物制藥，航天領(lǐng)域，醫(yī)療器械，和電子能源等領(lǐng)域。此 夕卜，鑰也是生物體內(nèi)必須的微量元素。在自然條件下，沒(méi)有金屬形態(tài)的鑰存在，通常情況下 鑰存在于輝鑰礦中，并且在地殼中它的豐度也很低大約在I. 3mg/kg。我國(guó)的鑰金屬儲(chǔ)量約 840萬(wàn)噸，居世界的第二位，鑰是不可再生的戰(zhàn)略資源，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，金屬鑰的 消耗量逐漸增加，鑰的有效提取和回收日趨重要。
[0003] 由于鑰和錸的性質(zhì)極為相似，并且錸自己沒(méi)有獨(dú)立的礦床，只能伴生于輝鑰礦和 其它礦床中，所以能完全簡(jiǎn)單有效地將鑰和錸分離并不是一件容易的事，尤其是當(dāng)大量的 鑰和微量的錸共存時(shí)，鑰的存在形式多樣復(fù)雜，提取分離更是難上加難，并且分離的時(shí)候存 在鑰和錸共吸附共解析的問(wèn)題?，F(xiàn)在提取鑰的方法主要有萃取法、液膜法、共結(jié)晶法、離子 交換法、沉淀法、活性炭吸附法和泡沫浮選，對(duì)于錸的分離方法主要有萃取法、離子交換法、 液膜法和活性炭吸附法，經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)仍存在著工藝冗長(zhǎng)、鑰錸分離效果不夠理想、錸的 回收率需進(jìn)一步提高等問(wèn)題。由此可見(jiàn)，探尋更有效的分離和提取鑰錸的技術(shù)是待需解決 的問(wèn)題。
[0004] 與其他分離方法相比，吸附法具有操作簡(jiǎn)單、成本低和沒(méi)有沉淀生成的優(yōu)點(diǎn)。常用 的吸附劑有碳、樹脂、微藻類和介孔二氧化硅材料。近年來(lái)介孔二氧化硅材料引起了相當(dāng)大 的關(guān)注。介孔材料作為一種新型的納米材料，同時(shí)它良好的可加工性使它也可以作為其它 材料的源材料，目前在化學(xué)和材料的工作上無(wú)疑成為了研究者們研究的熱點(diǎn)之一。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種可高效分離鑰錸的胺基修 飾的介孔材料及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明的另一目的是提供胺基修飾的介孔材料在分離鑰錸中的應(yīng)用，利用本發(fā)明 的方法具有成本低，吸附量大、鑰錸分離選擇性好的優(yōu)點(diǎn)。
[0007] 本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0008] -種胺基功能修飾的介孔材料，其制備方法包括如下步驟：
[0009] 1)將均三甲基苯與P123溶液混合得混合液A，將第一部分Na2SiO 3溶解于去離 子水中后加入到混合液A中，于30-50°C下攪拌，得混合液B ;反應(yīng)l-3h后，再將第二部分 Na2SiO3溶解于去離子水中，然后成滴加入到混合液B中，于30-50°C下攪拌5-7h，KKTC老 化24h，抽濾，沉淀洗滌，干燥，干燥后的產(chǎn)物放入馬弗爐中，以1-2°C /min的速度升溫至 550°C，焙燒3-5h，得到產(chǎn)物SBA-15 ;
[0010] 2)將SBA-15置于三口瓶中，加入乙醇溶液，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加入3-氨丙基三乙氧 基硅烷（APTES)攪拌20-40min，緩慢滴加 H2O后，繼續(xù)攪拌20-40min，抽濾，干燥，得目標(biāo)產(chǎn) 物。
[0011] 一種胺基功能修飾的介孔材料，其制備方法包括如下步驟：
[0012] 1)將第一部分Na2SiO3溶解于去離子水中后加入到P123溶液中，于30-50°C下攪 拌，得混合液C ;反應(yīng)l-3h后，先加入均三甲基苯，攪拌，得混合液D，再將第二部分Na2SiO3 溶解于去離子水中，然后成滴加入到混合液D中，于30-50°C下攪拌5-7h，KKTC老化24h，抽 濾，沉淀洗滌，干燥，干燥后的產(chǎn)物放入馬弗爐中，以1_2°C /min的速度升溫至550°C，焙燒 3-5h，得到產(chǎn)物SBA-15 ;
[0013] 2)將SBA-15置于三口瓶中，加入乙醇溶液，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加入3-氨丙基三乙氧 基硅烷（APTES)攪拌20-40min，緩慢滴加 H2O后，繼續(xù)攪拌20-40min，抽濾，干燥，得目標(biāo)產(chǎn) 物。
[0014] 上述的胺基功能修飾的介孔材料，所述的P123溶液的濃度為0. 01-0. 03g/mL。所 述的P123是一種三嵌段共聚物，全稱為：聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共 聚物，其分子式為：ΡΕ0-ΡΡ0-ΡΕ0。
[0015] 上述的胺基功能修飾的介孔材料，P123與第一部分Na2SiO3的摩爾比為 0.02-0. 04:1。
[0016] 上述的胺基功能修飾的介孔材料，均三甲基苯與第一部分Na2SiO3的摩爾比為 3-4:1。
[0017] 上述的胺基功能修飾的介孔材料，第一部分Na2SiO3與第二部分Na 2SiO3的重量比 為 1:0.5-2。
[0018] 上述的胺基功能修飾的介孔材料，SBA-15與APTES的摩爾比為1:0. 1-0. 5。優(yōu)選 的，SBA-15 與 APTES 的摩爾比為 1:0. 19-0. 21。
[0019] 上述的胺基功能修飾的介孔材料在鑰錸分離中的應(yīng)用。包括如下步驟：調(diào)節(jié)含有 鑰錸離子的溶液的酸度在pH 8至3mol · Γ1酸度范圍內(nèi)，然后加入上述的胺基功能修飾的 介孔材料，振蕩吸附。
[0020] 本發(fā)明，用分段自組裝法制備介孔材料，以硅酸鈉為前驅(qū)物，三嵌段共聚物（P123) 為模板劑，均三甲基苯為擴(kuò)孔劑。首先制得產(chǎn)物SBA-15,將所得樣品命名為BcSS-a-t-b 或SS-a-tBc-b，其中，B代表均三甲基苯，"c"代表均三甲基苯的加入量，SS代表Na2SiO3, "a"代表第一部分Na 2SiO3的加入量，"b"代表第二部分Na2SiO3的加入量，"t"代表反應(yīng) 時(shí)間（I - 3h)。BcSS-a-t-b代表均三甲基苯于第一部分Na2SiO3之前加入，SS-a-tBc-b代 表均三甲基苯于第二部分Na 2SiO3之前加入。如SS-5-3hB7-5. 5表示第一步加入第一部分 Na2Si035. Og之后，反應(yīng)3h后，在加入5. 5g第二部分Na2SiO3之前加入7. Og均三甲基苯； B7SS-5-3h-5. 5表示第一步加入5. Og第一部分Na2SiO3之前加入7. Og均三甲基苯。
[0021] 對(duì)上述得到的不同的介孔材料用APTES進(jìn)行胺基化改性，獲得目標(biāo)產(chǎn)物，命名為 BcSS-a-t-b@nNH2 或 SS-a-tBc-b@nNH2。其中 η 代表 APTES 與 SBA-15 的摩爾比。
[0022] 反應(yīng)式如下：
[0023]

【權(quán)利要求】
1. 一種胺基功能修飾的介孔材料，其特征在于制備方法包括如下步驟： 1) 將均三甲基苯與P123溶液混合得混合液A，將第一部分Na2Si03溶解于去離子水中 后加入到混合液A中，于30-50°C下攪拌，得混合液B ;反應(yīng)l-3h后，再將第二部分Na2Si03溶解于去離子水中，然后加入到混合液B中，于30-50°C下攪拌5-7h，100°C老化24h，抽濾， 洗滌，干燥，干燥后的產(chǎn)物放入馬弗爐中，以1_2°C /min的速度升溫至550°C，焙燒3-5h，得 到產(chǎn)物SBA-15 ; 2) 將SBA-15置于三口瓶中，加入乙醇溶液，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加入3-氨丙基三乙氧基硅 烷，攪拌20-40min，緩慢滴加 H20后，繼續(xù)攪拌20-40min，抽濾，干燥，得目標(biāo)產(chǎn)物。
2. -種胺基功能修飾的介孔材料，其特征在于制備方法包括如下步驟： 1) 將第一部分Na2Si03溶解于去離子水中后加入到P123溶液中，于30-50°C下攪拌，得 混合液C ;反應(yīng)l-3h后，先加入均三甲基苯，攪拌，得混合液D，再將第二部分Na2Si03溶解于 去離子水中，然后加入到混合液D中，于30-50°C下攪拌5-7h，100°C老化24h，抽濾，洗滌，干 燥，干燥后的產(chǎn)物放入馬弗爐中，以1-2°C /min的速度升溫至550°C，焙燒3-5h，得到產(chǎn)物 SBA-15 ； 2) 將SBA-15置于三口瓶中，加入乙醇溶液，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加入3-氨丙基三乙氧基硅 烷，攪拌20-40min，緩慢滴加 H20后，繼續(xù)攪拌20-40min，抽濾，干燥，得目標(biāo)產(chǎn)物。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的胺基功能修飾的介孔材料，其特征在于：所述的P123溶液 的濃度為 〇? 01-0. 〇3g/mL。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的胺基功能修飾的介孔材料，其特征在于：P123與第一部分 Na2Si03 的摩爾比為 0? 02-0. 04:1。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的胺基功能修飾的介孔材料，其特征在于：均三甲基苯與第 一部分Na2Si03的摩爾比為3-4:1。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的胺基功能修飾的介孔材料，其特征在于：第一部分Na2Si03與第二部分Na2Si03的重量比為1:0. 5-2。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的胺基功能修飾的介孔材料，其特征在于：SBA-15與3-氨丙 基三乙氧基硅烷的摩爾比為1:0. 1-0. 5。
8. 如權(quán)利要求7所述的胺基功能修飾的介孔材料，其特征在于：SBA-15與3-氨丙基三 乙氧基硅烷的摩爾比為1:0. 19-0. 21。
9. 如權(quán)利要求1-8任一所述的胺基功能修飾的介孔材料在鑰錸分離中的應(yīng)用。
10. 如權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于包括如下步驟：調(diào)節(jié)含有鑰錸離子的溶液的 酸度在pH 8至3mol ? I71酸度范圍內(nèi)，然后加入權(quán)利要求1-8任一所述的胺基功能修飾的 介孔材料，振蕩吸附。
【文檔編號(hào)】B01J20/30GK104353424SQ201410683020
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】單煒軍, 張慶, 熊英, 王偉, 婁振寧, 茹紅強(qiáng) 申請(qǐng)人:遼寧大學(xué)