CN101708464B - 一种阳离子树脂基负载CdS复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种阳离子树脂基负载CdS复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101708464B CN101708464B CN200910232274A CN200910232274A CN101708464B CN 101708464 B CN101708464 B CN 101708464B CN 200910232274 A CN200910232274 A CN 200910232274A CN 200910232274 A CN200910232274 A CN 200910232274A CN 101708464 B CN101708464 B CN 101708464B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resin
- cds
- composite material
- solution
- resin matrix
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title claims abstract description 123
- 239000011347 resin Substances 0.000 title claims abstract description 123
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 title claims abstract description 29
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 84
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 claims abstract description 9
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 claims abstract 2
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 claims description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 15
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 14
- WGPCGCOKHWGKJJ-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenezinc Chemical compound [Zn]=S WGPCGCOKHWGKJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 11
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N Acrylic acid Chemical class OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 3
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 28
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 17
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 abstract description 5
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 abstract description 5
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 abstract description 3
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 abstract description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 3
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 abstract description 2
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract 2
- VDQVEACBQKUUSU-UHFFFAOYSA-M disodium;sulfanide Chemical compound [Na+].[Na+].[SH-] VDQVEACBQKUUSU-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 abstract 1
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000001782 photodegradation Methods 0.000 abstract 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 abstract 1
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 22
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 17
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 11
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M methylene blue Chemical compound [Cl-].C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 9
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical group CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000007039 two-step reaction Methods 0.000 description 2
- WXNZTHHGJRFXKQ-UHFFFAOYSA-N 4-chlorophenol Chemical compound OC1=CC=C(Cl)C=C1 WXNZTHHGJRFXKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001877 deodorizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- LDHBWEYLDHLIBQ-UHFFFAOYSA-M iron(3+);oxygen(2-);hydroxide;hydrate Chemical compound O.[OH-].[O-2].[Fe+3] LDHBWEYLDHLIBQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 229920013657 polymer matrix composite Polymers 0.000 description 1
- 239000011160 polymer matrix composite Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- JUWGUJSXVOBPHP-UHFFFAOYSA-B titanium(4+);tetraphosphate Chemical compound [Ti+4].[Ti+4].[Ti+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O JUWGUJSXVOBPHP-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000166 zirconium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B zirconium(4+);tetraphosphate Chemical compound [Zr+4].[Zr+4].[Zr+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种阳离子树脂基负载CdS复合材料及其制备方法，属于树脂纳米材料领域。基本结构是：复活材料的载体为具有酸性功能基团的阳离子交换与吸附树脂；载体的内外表面固载CdS纳米颗粒，且固载的CdS纳米颗粒为晶型结构。制备方法为：将阳离子交换树脂置于锥形瓶中，加入水溶性Cd盐溶液，使Cd2+交换到树脂上，滤出树脂，加入Na2S或(NH4)2S溶液，振荡；滤出树脂，放入反应釜中水热；用去离子水冲洗，烘干即得。本发明可以解决CdS粉末后续分离和回收困难的问题，只要通过水热法即可形成光催化所需的晶型，使树脂保持原有的骨架结构和机械性能。合成的材料对水体中阳离子染料、酚类化合物、卤代烃等污染物具有较好的吸附和光降解效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有吸附及原位光催化降解效果的复合功能材料及其制备方法，更具体的说是一种阳离子交换树脂基负载CdS复合材料及其制备方法。
背景技术
半导体光催化不仅能将环境中的有害有机物降解为CO2和H2O，而且可以氧化去除大气中低浓度的NOx和含硫化合物(如H2S、SO2)等有毒气体。另外，光催化剂还具有杀菌、除臭、防雾、自洁净等作用。它已成为近年来日益受重视的环境污染治理新技术。在已研究的光催化剂中，CdS的吸收带隙较小(2.4eV)，有利于可见光的直接吸收利用，因此受到广泛关注。
目前的研究中大都将CdS粉末与废水组成悬浮体系，而悬浮体系由于存在后续分离和回收过程较繁、催化剂活性成分损失较大、容易凝聚和中毒等问题，使其很难在实际水处理中广泛应用。将CdS固定在某种载体能很好地解决这些问题。因此，CdS的活性和固定化是其能否实用的决定性因素。近年来国外也有报道采用酸性阳离子交换树脂为原料，先进行离子交换然后再高温碳化得到活性炭复合光催化剂(The synthesis of spherical activated carbons containing zinc and theirphotochemical activity，Carbon 46(2008)1648-1655；Preparation of novel TiP2O7carbon composite using ion-exchanged resin(C467)and evaluation for photocatalyticdecomposition of 2-propanol，Applied Catalysis A：General 260(2004)163-168)。然而，这些方法都需要高温碳化处理，使得到的复合材料强度较差，而且树脂原有的功能结构也发生改变。
2007年南京大学申请了《一种基于纳米颗粒无机功能剂的环境功能复合材料》专利(专利号200710025037.X)，该专利采用具有纳米孔结构的离子交换树脂或吸附树脂为担体，担体的内表面涂布纳米颗粒的无机功能剂，如水合氧化铁、水合氧化锰、磷酸锆、硫代磷酸锆、磷酸钛。然而，这类复合材料上的无机纳米颗粒仅通过离子交换和表面沉积两步反应合成。采用此种方法所得到的树脂基无机纳米颗粒通常为无定形，只能用于环境介质中微量污染物的吸附分离。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有树脂基复合材料上的无机纳米颗粒仅通过离子交换和表面沉积两步反应得到的无机纳米颗粒只能为无定形的情况，本发明的目的旨在提供一种阳离子树脂基负载CdS复合材料及其制备方法，通过本发明将CdS纳米颗粒固载到阳离子交换树脂表面，在不需高温的条件下通过水热法形成光催化所需的晶型。
2.技术方案
本发明的技术方案如下：
一种阳离子树脂基负载CdS复合材料，其结构组成包括：(1)复合材料的载体为具有酸性功能基团的阳离子交换树脂；(2)载体的内外表面固载CdS纳米颗粒，固载的CdS纳米颗粒为晶型结构。
本发明复合材料结构可以从图1和图2中材料内切面的透射电镜(TEM)图中看出。图中背景部分为树脂载体的骨架，黑点代表CdS，从标尺可以看出，无机材料CdS颗粒尺寸为纳米级，且均匀分散在树脂孔内。
复合材料的颗粒粒径为0.5-1.5mm，固载于树脂内外表面的CdS负载量以重量计为20～30％，无机材料CdS颗粒尺寸为5-100nm，其晶型为闪锌矿、纤维锌矿或闪锌矿和纤维锌矿的混晶结构。
载体的树脂骨架为苯乙烯系或丙烯酸系。树脂骨架上含有强酸基团或弱酸基团，其中强酸基团为磺酸基，弱酸基团为羧酸基、磷酸基或酚羟基。载体优选为D001、D113、Amberlite 15、Amberlite IR-120、Amberlite IR-200、Amberlite IR-120、Lewatit CNP-80或Ambelite IRA-130树脂
一种阳离子树脂基负载CdS复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水溶性Cd盐溶于水中，得到溶液A；
(2)将Na2S或(NH4)2S溶于水中得到溶液B；
(3)将阳离子交换树脂置于锥形瓶中，向其中加入A溶液，使Cd2+交换到树脂上，将树脂滤出，向其中加入B溶液，振荡12～24小时；
(4)滤出树脂，将其放入反应釜中水热。
(5)用去离子水冲洗，烘干即得所需材料。
步骤(1)中水溶性Cd盐可为Cd(NO3)2·4H2O、CdCl2·2.5H2O、3CdSO4·8H2O、Cd(OOCCH3)2·2H2O等。
步骤(3)中阳离子交换树脂骨架可为苯乙烯系或丙烯酸系，树脂骨架键联的功能基可为强酸基团(磺酸基)或弱酸基团(羧酸基、磷酸基、酚羟基等)，如D001、D113、Amberlite 15、Amberlite IR-120、Amberlite IR-200、AmberliteIR-120、Lewatit CNP-80、Amberlite IRA-130树脂等。
步骤(4)中水热温度为40～160℃，水热时间为24～100小时。
步骤(4)中水热溶剂为醇(甲醇、乙醇等)、水、水和醇类的混合液、Na2S或(NH4)2S水溶液等。乙醇与水的比例为0.1～10(体积比)，Na2S或(NH4)2S溶液浓度为0.1～4mol/L。
CdS在可见光下具有较好的光催化效果，将CdS纳米颗粒固载到阳离子交换树脂上不但有利于回收和重复利用，而且载体本身稳定的纳米孔网格结构有利于颗粒的分散及特定晶型的形成，此外，树脂的孔道及其键联的功能基对污染物的吸附作用也将有利于光催化降解反应的进行。
3 有益效果
本发明提供了一种阳离子树脂基负载CdS复合材料及其制备方法，本发明可以解决CdS粉末后续分离和回收困难的问题，而且不需高温处理，只要通过水热法即可形成光催化所需的晶型，使树脂保持原有的骨架结构和机械性能。合成的材料对水体中阳离子染料(如亚甲基蓝、Orange2等)、酚类化合物(苯酚、4-氯苯酚等)、卤代烃(氯苯、氯乙烯等)等污染物具有较好的吸附和光降解效果。
说明书附图
图1为未负载CdS的树脂载体材料的透射电镜图(TEM)；
图2为负载CdS后的复合功能材料的透射电镜图(TEM)。
具体实施方式
以下通过实施例进一步说明本发明
实施例1：
将1gCd(NO3)2·4H2O溶于100mL水中，得到溶液A。将5gNa2S·9H2O溶于100mL水中得到溶液B。称取1.0gD001树脂于锥形瓶中，向其中加入A溶液，30℃下振荡24小时。将树脂滤出，向其中加入B溶液，30℃下振荡24小时。过滤、水洗，将树脂放入反应釜中，加入30mL 0.5M Na2S水溶液，100℃水热48小时。将反应后的树脂过滤、水洗、醇洗、烘干，得到阳离子树脂基负载复合功能材料。该功能材料CdS负载量以重量计为25.8％，无机材料CdS颗粒尺寸为5-100nm，其晶型为闪锌矿和纤维锌矿的混晶结构。
称取0.1g上述树脂于锥形瓶中，向其中加入100mL1.5g/L的orange 2溶液，30℃振荡12小时。用滤纸将树脂滤出，放入光反应管中，向其中加入20mL20mg/LOrangeII溶液，空气搅拌，氙灯下降解4小时，溶液中OrangeII浓度降至1mg/L以下。
实施例2：
将2gCdCl2·2.5H2O溶于100mL水中，得到溶液A。将5gNa2S·9H2O溶于100mL水中得到溶液B。称取1.0gD001树脂于锥形瓶中，向其中加入A溶液，30℃下振荡24小时。将树脂滤出，向其中加入B溶液，30℃下振荡24小时。过滤、水洗，将树脂放入反应釜中，加入30mL 1.0M Na2S水溶液，100℃水热48小时。将反应后的树脂过滤、水洗、醇洗、烘干，得到阳离子树脂基负载复合功能材料。该功能材料CdS负载量以重量计为21.2％，无机材料CdS颗粒尺寸为5-100nm，其晶型为闪锌矿和纤维锌矿的混晶结构。
称取0.1g上述树脂于锥形瓶中，向其中加入100mL1.5g/L的亚甲基蓝溶液，30℃振荡12小时。用滤纸将树脂滤出，放入光反应管中，向其中加入20mL20mg/L亚甲基蓝溶液，空气搅拌，氙灯下降解3小时，溶液中亚甲基蓝浓度降至1mg/L以下。
实施例3：
将3g 3CdSO4·8H2O溶于100mL水中，得到溶液A。将5gNa2S·9H2O溶于100mL水中得到溶液B。称取1.0gD001树脂于锥形瓶中，向其中加入A溶液，30℃下振荡24小时。将树脂滤出，向其中加入B溶液，30℃下振荡24小时。过滤、水洗，将树脂放入反应釜中，加入30mL 1.0M Na2S水溶液，100℃水热48小时。将反应后的树脂过滤、水洗、醇洗、烘干，得到阳离子树脂基负载复合功能材料。该功能材料CdS负载量以重量计为22.4％，无机材料CdS颗粒尺寸为5-100nm，其晶型为闪锌矿和纤维锌矿的混晶结构。
称取0.1g上述树脂于光反应器中，向其中加入400mL 10mg/L苯酚溶液，暗室吸附0.5小时，空气搅拌，氙灯下降解5小时，溶液中苯酚浓度降至1mg/L以下。
实施例4：
将4gCd(NO3)2·4H2O溶于100mL水中，得到溶液A。将20gNa2S·9H2O溶于100mL水中得到溶液B。称取4.0gAmberlite 15树脂于锥形瓶中，向其中加入A溶液，30℃下振荡24小时。将树脂滤出，向其中加入B溶液，30℃下振荡24小时。过滤、水洗，将树脂放入反应釜中，加入15mL水和15mL乙醇，80℃水热72小时。将反应后的树脂过滤、水洗、醇洗、烘干，得到阳离子树脂基负载复合功能材料。CdS负载量以重量计为23.6％，无机材料CdS颗粒尺寸为5-100nm，其晶型为闪锌矿和纤维锌矿的混晶结构。
称取0.1g上述树脂于光反应器中，向其中加入400mL 40mg/L orange 2溶液，暗室吸附0.5小时，空气搅拌，氙灯下降解3小时，溶液中orange 2浓度降至0.5mg/L以下。
实施例5：
将1gCd(NO3)2·4H2O溶于100mL水中，得到溶液A。将5gNa2S·9H2O溶于100mL水中得到溶液B。称取1.0gD001树脂于锥形瓶中，向其中加入A溶液，30℃下振荡12小时。将树脂滤出，向其中加入B溶液，30℃下振荡12小时。过滤、水洗，将树脂放入反应釜中，加入加入30mL 1.0M Na2S水溶液，160℃水热24小时。将反应后的树脂过滤、水洗、醇洗、烘干，得到阳离子树脂基负载复合功能材料。该功能材料CdS负载量以重量计为20.2％，无机材料CdS颗粒尺寸为5-100nm，其晶型为纤维锌矿。
称取0.1g上述树脂于锥形瓶中，向其中加入100mL1.5mg/L的orange 2溶液，30℃振荡12小时。用滤纸将树脂滤出，放入光反应管中，向其中加入20mL 20mg/Lorange 2溶液，空气搅拌，氙灯下降解6小时，溶液中orange 2浓度降至1mg/L以下。
实施例6：
将1gCd(NO3)2·4H2O溶于100mL水中，得到溶液A。将5gNa2S·9H2O溶于100mL水中得到溶液B。称取1.0g Amberlite 15树脂于锥形瓶中，向其中加入A溶液，30℃下振荡24小时。将树脂滤出，向其中加入B溶液，30℃下振荡24小时。过滤、水洗，将树脂放入反应釜中，加入30mL 2.0M Na2S水溶液，80℃水热96小时。将反应后的树脂过滤、水洗、醇洗、烘干，得到阳离子树脂基负载复合功能材料。该功能材料CdS负载量以重量计为26.0％，无机材料CdS颗粒尺寸为5-100nm，其晶型为闪锌矿和纤维锌矿的混晶结构。
称取0.1g上述树脂于光反应器中，向其中加入400mL40mg/L亚甲基蓝溶液，暗室吸附0.5小时，空气搅拌，氙灯下降解2小时，溶液中亚甲基蓝浓度降至0.5mg/L以下。
实施例7：
将1.0gCd(NO3)2·4H2O溶于100mL水中，得到溶液A。将5g(NH4)2S溶于100mL水中得到溶液B。称取0.5g Amberlite 15树脂于锥形瓶中，向其中加入A溶液，30℃下振荡24小时。将树脂滤出，向其中加入B溶液，30℃下振荡24小时。过滤、水洗，将树脂放入反应釜中，加入30mL 0.5M(NH4)2S水溶液，80℃水热48小时。将反应后的树脂过滤、水洗、醇洗、烘干，得到阳离子树脂基负载复合功能材料。该功能材料CdS负载量以重量计为26.5％，无机材料CdS颗粒尺寸为5-100nm，其晶型为闪锌矿和纤维锌矿的混晶结构。
称取1.0g上述树脂于锥形瓶中，向其中加入1L1.5g/L的orange 2溶液，30℃振荡12小时。用滤纸将树脂滤出，放入光反应器中，向其中加入25mL 20mg/Lorange 2溶液，氙灯下降解1小时，溶液中orange2浓度降至1mg/L以下。
实施例8：
将1gCd(NO3)2·4H2O溶于100mL水中，得到溶液A。将5gNa2S·9H2O溶于100mL水中得到溶液B。称取1.0g D113树脂于锥形瓶中，向其中加入A溶液，30℃下振荡24小时。将树脂滤出，向其中加入B溶液，30℃下振荡24小时。过滤、水洗，将树脂放入反应釜中，加入30mL 2.0M Na2S水溶液，60℃水热96小时。将反应后的树脂过滤、水洗、醇洗、烘干，得到阳离子树脂基负载复合功能材料。该功能材料CdS负载量以重量计为24.6％，无机材料CdS颗粒尺寸为5-100nm，其晶型为闪锌矿。
称取1.0g上述树脂于锥形瓶中，向其中加入1L1.5g/L的orange 2溶液，30℃振荡12小时。用滤纸将树脂滤出，放入光反应器中，向其中加入25mL 20mg/Lorange 2溶液，氙灯下降解3小时，溶液中orange2浓度降至1mg/L以下。
实施例9：
将1gCd(OOCCH3)2·2H2O溶于100mL水中，得到溶液A。将3gNa2S·9H2O溶于100mL水中得到溶液B。称取1.0g Amberlite 15树脂于锥形瓶中，向其中加入A溶液，30℃下振荡24小时。将树脂滤出，向其中加入B溶液，30℃下振荡24小时。过滤、水洗，将树脂放入反应釜中，加入30mL 1.0M Na2S水溶液，80℃水热24小时。将反应后的树脂过滤、水洗、醇洗、烘干，得到阳离子树脂基负载复合功能材料。该功能材料CdS负载量以重量计为24.5％，无机材料CdS颗粒尺寸为5-100nm，其晶型为闪锌矿和纤维锌矿的混晶结构。
称取1.0g上述树脂于光反应器中，向其中加入25mL 20mg/L氯苯溶液，氙灯下降解4小时，溶液中氯苯浓度降至1mg/L以下。
实施例10：
将2gCd(OOCCH3)2·2H2O溶于100mL水中，得到溶液A。将5g(NH4)2S溶于100mL水中得到溶液B。称取1.0g Amberlite 15树脂于锥形瓶中，向其中加入A溶液，30℃下振荡24小时。将树脂滤出，向其中加入B溶液，30℃下振荡24小时。过滤、水洗，将树脂放入反应釜中，加入30mL 1.0M(NH4)2S水溶液，100℃水热48小时。将反应后的树脂过滤、水洗、醇洗、烘干，得到阳离子树脂基负载复合功能材料。该功能材料CdS负载量以重量计为26.4％，无机材料CdS颗粒尺寸为5-100nm，其晶型为闪锌矿和纤维锌矿的混晶结构。
称取1.0g上述树脂于锥形瓶中，向其中加入1L1.5g/L的亚甲基蓝溶液，30℃振荡12小时。用滤纸将树脂滤出，放入光反应器中，向其中加入25mL 20mg/L亚甲基蓝溶液，氙灯下降解1小时，溶液中亚甲基蓝浓度降至1mg/L以下。
实施例11：
将100gCd(NO3)2·4H2O溶于2L水中，得到溶液A。将200gNa2S·9H2O溶于2L水中得到溶液B。称取500g Amberlite 15树脂于锥形瓶中，向其中加入A溶液，30℃下搅拌24小时。将树脂滤出，向其中加入B溶液，30℃下搅拌24小时。过滤、水洗，将树脂及反应液转入反应釜中，80℃水热48时。将反应后的树脂过滤、水洗、醇洗、烘干，得到阳离子树脂基负载复合功能材料。该功能材料CdS负载量以重量计为20.2％，无机材料CdS颗粒尺寸为5-100nm，其晶型为闪锌矿和纤维锌矿的混晶结构。
称取5.0g上述树脂于锥形瓶中，向其中加入OrangeII溶液令其吸附饱和。用滤纸将树脂滤出，放入光反应器中，向其中加入500mL 20mg/L OrangeII溶液，氙灯下降解8小时，溶液中OrangeII浓度降至2mg/L以下。
Claims (9)
1.一种阳离子树脂基负载CdS复合材料，载体为具有酸性功能基团的阳离子交换与吸附树脂，其特征在于载体的内外表面固载具有纳米尺寸的CdS，固载的CdS纳米颗粒为晶型结构。
2.根据权利要求1所述的一种阳离子树脂基负载CdS复合材料，其特征在于载体的树脂骨架为苯乙烯系或丙烯酸系。
3.根据权利要求2所述的一种阳离子树脂基负载CdS复合材料，其特征在于树脂骨架上含有强酸基团或弱酸基团。
4.根据权利要求3所述的一种阳离子树脂基负载CdS复合材料，其特征在于强酸基团为磺酸基，弱酸基团为羧酸基、磷酸基或酚羟基。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的一种阳离子树脂基负载CdS复合材料，其特征在于载体为D001、D113、Amberlite 15、Amberlite IR-120、AmberliteIR-200、Amberlite IR-120、Lewatit CNP-80或Ambelite IRA-130树脂。
6.根据权利要求5所述的一种阳离子树脂基负载CdS复合材料，其特征在于固载的CdS为闪锌矿、纤维锌矿或闪锌矿和纤维锌矿的混晶结构，固载于树脂内外表面的CdS负载量以重量计为20～30％，无机材料CdS颗粒尺寸为5-100nm。
7.如权利要求1所述的一种阳离子树脂基负载CdS复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水溶性Cd盐溶于水中，得到溶液A；
(2)将Na2S或(NH4)2S溶于水中得到溶液B；
(3)将阳离子交换树脂置于锥形瓶中，向其中加入A溶液，使Cd2+交换到树脂上，将树脂滤出，向其中加入B溶液，振荡12～24小时；
(4)滤出树脂，将其放入反应釜中水热，水热温度为40～160℃，水热时间为24～100小时；
(5)用去离子水冲洗，烘干即得阳离子树脂基负载CdS复合材料。
8.根据权利要求7所述的一种阳离子树脂基负载CdS复合材料的制备方法，其特征在于步骤(1)中水溶性Cd盐可为Cd(NO3)2·4H2O、CdCl2·2.5H2O、3CdSO4·8H2O或Cd(OOCCH3)2·2H2O。
9.根据权利要求7或8中所述的一种阳离子树脂基负载CdS复合材料的制备方法，其特征在于步骤(4)中水热溶剂为醇类、水、水和醇类的混合液、Na2S或(NH4)2S水溶液；水热溶剂Na2S或(NH4)2S时，溶液浓度为0.1～4mol/L。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910232274A CN101708464B (zh) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | 一种阳离子树脂基负载CdS复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910232274A CN101708464B (zh) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | 一种阳离子树脂基负载CdS复合材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101708464A CN101708464A (zh) | 2010-05-19 |
| CN101708464B true CN101708464B (zh) | 2012-08-29 |
Family
ID=42401284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200910232274A Expired - Fee Related CN101708464B (zh) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | 一种阳离子树脂基负载CdS复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101708464B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102102198B (zh) * | 2011-02-12 | 2013-08-07 | 南京大学 | 一种调控金属纳米颗粒在树脂载体内分布的方法 |
| CN104437439B (zh) * | 2014-12-30 | 2017-10-17 | 南京信息工程大学 | 一种无定形纳米硫化铜复合材料、制备方法及应用 |
| CN105195114B (zh) * | 2015-10-29 | 2017-08-25 | 重庆郑博生物科技有限公司 | 脓毒症多种致病因子的吸附材料及其制备方法和用途 |
| CN106629982A (zh) * | 2016-12-19 | 2017-05-10 | 马鞍山中创环保科技有限公司 | 一种高效改性离子交换纤维复合材料及其应用 |
| CN107215849B (zh) * | 2017-05-23 | 2019-09-20 | 大连交通大学 | 一种离子交换树脂制备纳米硫化复合材料的方法 |
| CN107349965A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-11-17 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种吸附光催化水凝胶材料及其在逆转重金属毒害的协同光催化污水产氢中的应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000170078A (ja) * | 1998-12-08 | 2000-06-20 | Nippon Soda Co Ltd | 光触媒担持構造体の製造方法及びその方法により得られた光触媒担持構造体 |
| US6228480B1 (en) * | 1995-06-19 | 2001-05-08 | Nippon Soda Co., Ltd. | Photocatalyst-carrying structure and photocatalyst coating material |
| CN1830553A (zh) * | 2006-02-27 | 2006-09-13 | 西安交通大学 | CdS/Ti－MCM－41载铂光催化剂及制备方法 |
| JP2008302351A (ja) * | 2007-06-06 | 2008-12-18 | Eternal Chemical Co Ltd | 複合材料およびそれを含む組成物 |
| WO2009069677A1 (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Toray Industries, Inc. | 繊維構造物 |
-
2009
- 2009-12-10 CN CN200910232274A patent/CN101708464B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6228480B1 (en) * | 1995-06-19 | 2001-05-08 | Nippon Soda Co., Ltd. | Photocatalyst-carrying structure and photocatalyst coating material |
| JP2000170078A (ja) * | 1998-12-08 | 2000-06-20 | Nippon Soda Co Ltd | 光触媒担持構造体の製造方法及びその方法により得られた光触媒担持構造体 |
| CN1830553A (zh) * | 2006-02-27 | 2006-09-13 | 西安交通大学 | CdS/Ti－MCM－41载铂光催化剂及制备方法 |
| JP2008302351A (ja) * | 2007-06-06 | 2008-12-18 | Eternal Chemical Co Ltd | 複合材料およびそれを含む組成物 |
| WO2009069677A1 (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Toray Industries, Inc. | 繊維構造物 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 柯昌美等.MS(M=Cd，Pb)/环氧树脂纳米复合材料的制备.《材料导报》.2005,第19卷 * |
| 柯昌美等.纳米CdS/聚丙烯酸酯复合材料的制备.《化工新型材料》.2005,第33卷(第7期), * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101708464A (zh) | 2010-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Zeolitic imidazolate framework-based nanomaterials for the capture of heavy metal ions and radionuclides: A review | |
| Yang et al. | Fabrication and characterization of hydrophilic corn stalk biochar-supported nanoscale zero-valent iron composites for efficient metal removal | |
| Lei et al. | Fabrication of metal-organic frameworks@ cellulose aerogels composite materials for removal of heavy metal ions in water | |
| CN106944098B (zh) | 碳材料负载铜钴双金属硫化物复合材料及其制法和在废水处理中的应用 | |
| Nazir et al. | Synthesis of porous secondary metal-doped MOFs for removal of Rhodamine B from water: Role of secondary metal on efficiency and kinetics | |
| CN101708464B (zh) | 一种阳离子树脂基负载CdS复合材料及其制备方法 | |
| Xing et al. | Preparation high photocatalytic activity of CdS/halloysite nanotubes (HNTs) nanocomposites with hydrothermal method | |
| CN109529775B (zh) | 一种氧化石墨烯-氢氧化镧复合材料的合成方法与吸附性能 | |
| CN102755883A (zh) | 凹凸棒土负载纳米铁材料的制备方法 | |
| Yu et al. | AgI-modified TiO2 supported by PAN nanofibers: A heterostructured composite with enhanced visible-light catalytic activity in degrading MO | |
| Agasti | Decontamination of heavy metal ions from water by composites prepared from waste | |
| Gao et al. | Highly recyclable Ag NPs/alginate composite beads prepared via one-pot encapsulation method for efficient continuous reduction of p-nitrophenol | |
| CN110694685B (zh) | 一种由超薄纳米片组装的锰铁钴类普鲁士蓝和锰氧化物复合纳米盒的制备方法及应用 | |
| CN110756163A (zh) | 一种纳米CoFe2O4/碳纤维毡复合材料及其制备方法和应用 | |
| Sun et al. | Hybrid amino-functionalized TiO2/sodium lignosulfonate surface molecularly imprinted polymer for effective scavenging of methylene blue from wastewater | |
| Yang et al. | Enhanced adsorption/photocatalytic removal of Cu (Ⅱ) from wastewater by a novel magnetic chitosan@ bismuth tungstate coated by silver (MCTS-Ag/Bi2WO6) composite | |
| Wang et al. | A novel self-floating cyclodextrin-modified polymer for cationic dye removal: Preparation, adsorption behavior and mechanism | |
| Zhang et al. | Elevating the stability and adsorption performance of metal-organic frameworks by chitosan and attapulgite for capturing methylene blue in the water | |
| Yu et al. | Lignin-derived magnetic activated carbons for effective methylene blue removal | |
| Duan et al. | Preparation of Cu2O-Fe3O4@ carbon nanocomposites derived from natural polymer hydrogel template for organic pollutants degradation | |
| Xu et al. | The integration of Triazine-based porous organic polymer with bio-waste poplar catkin as water-floatable photocatalyst | |
| Hu et al. | Adsorption of phenol from aqueous solutions using interlayer modified titanate nanotubes | |
| Wang et al. | Enhanced heterogeneous fenton degradation of organic pollutants by CRC/Fe3O4 catalyst at neutral pH | |
| Helmiyati et al. | Magnetic alginate–carboxymethyl cellulose to immobilize copper nanoparticles as a green and sustainable catalyst for 4-nitrophenol reduction | |
| Dai et al. | Facile synthesis of ZIF-8-lignosulfonate microspheres with ultra-high adsorption capacity for Congo red and tetracycline removal from water |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120829 Termination date: 20151210 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |