CN104945580B - 一种Cr(VI)阴离子印迹材料的制备方法及其用途 - Google Patents
一种Cr(VI)阴离子印迹材料的制备方法及其用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104945580B CN104945580B CN201510420926.0A CN201510420926A CN104945580B CN 104945580 B CN104945580 B CN 104945580B CN 201510420926 A CN201510420926 A CN 201510420926A CN 104945580 B CN104945580 B CN 104945580B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- anion
- sba
- preparation
- concentration
- imprinted material
- 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
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明提供了一种Cr(VI)阴离子印迹材料的制备方法及其用途,该材料可用于选择性吸附Cr(VI)阴离子。该材料以甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰的SBA‑15为基底,以重铬酸钾为模板分子,以甲基丙烯酸和4‑乙烯基吡啶为双功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂制备而成。将该材料用于选择性吸附Cr(VI)阴离子具有很好的吸附效果;印迹聚合物接枝于介孔二氧化硅(SBA‑15)表面,避免了因模板离子包埋过深而洗脱困难的问题;制备的Cr(VI)阴离子印迹聚合物应用于动态吸附实验,还表现出优异的再生性能。
Description
技术领域
本发明属于材料制备和分离检测技术领域,涉及一种Cr(VI)阴离子印迹材料的制备方法及其用途,该材料可用于选择性吸附Cr(VI)阴离子。
背景技术
铬(Cr)是环境中常见的金属污染物,由于电镀、制革、金属加工等工业生产活动的进行,越来越多的铬被排放到水体环境中。水体中铬元素的存在形式主要有两种:Cr(III)阳离子和Cr(VI)阴离子。Cr(III)是人体必需的微量元素,与Cr(III)不同,Cr(VI)具有较强毒性,会导致细胞癌变甚至生命体死亡,从环境水体中选择性分离Cr(VI)阴离子已迫在眉睫。吸附法是处理水体中重金属污染物常用的有效手段,因此,开发高效选择性分离Cr(VI)污染物的吸附剂意义重大。离子印迹聚合物(IIP),是人工合成的对目标离子具有靶向识别功能的聚合物,由于其特有的预定性、识别性和适用性,在吸附分离领域的应用已得到广泛关注。它来源于分子印迹技术(MIT),只不过将目标分子换成了金属离子。目前IIP已被广泛应用于金属阳离子(如Pb(II)、Cu(II)、Cd(II)等)的预富集和分离应用中,但关于金属阴离子印迹聚合物的制备还鲜有报道。
近些年来,为了解决采用传统聚合方法制备IIP时,因模板离子包埋带来的结合位点不均一、亲和力差和传质阻力大等问题,表面印迹技术作为一种高效的手段被开发出来。采用此技术制备的IIP印迹位点位于基质材料表面,这不仅易于模板离子的完全洗脱,而且提供了IIP对目标离子更高的亲和力以及在吸附过程中较低的传质阻力。其中,介孔二氧化硅SBA-15是表面印迹技术理想的基质材料,其较大的比表面积和孔体积提供了吸附过程中较高的传质速度,以及其良好的表面修饰性和刚性结构适于识别位点的建立。
另一方面,在IIP的制备过程中,功能单体与模板离子之间的作用关系对最终IIP中印迹位点的形成起到至关重要的作用。然而,在制备印迹聚合物的预聚合阶段,往往只使用一种功能单体,而像常见的功能单体可以和绝大多数的金属离子发生配位作用,结果导致得到的离子印迹聚合物选择性不理想。因此,开发新型的预聚合体系以提高传统IIP的选择性具有重要的意义。近些年,基于MIT开发的一种新型的预聚合体系,即由双功能单体协同作用构建的预聚合体系,已被成功应用于一系列新型IIP的制备。综合研究结果发现,通过此方法制备的新型IIP的选择性识别能力对比传统由单一功能单体制备的IIP具有显著的改善。据我们所知,通过将双功能单体预聚合系统建立在基质材料SBA-15表面,制备表面阴离子印迹材料的方法还未见报道。
本发明采用表面印迹技术,以修饰的SBA-15作为基质材料,利用双功能单体预聚合体系,首次开发出了一种新型的Cr(VI)阴离子印迹聚合物(Cr(VI)-IIP),并将其应用于水中Cr(VI)的吸附分离中,为离子印迹聚合物高效选择性分离水体中金属阴离子提供了新的思路。
发明内容
本发明的目的是通过双功能单体协同作用,采用表面印迹法制备以介孔二氧化硅(SBA-15)为基质的Cr(VI)阴离子印迹聚合物(Cr(VI)-IIP),并研究其对水溶液中Cr(VI)的吸附性能。该吸附剂呈现吸附容量大、选择性高、再生性能优异等优点。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种双功能单体SBA-15表面Cr(VI)阴离子印迹材料的制备法,包括以下步骤:
步骤1、取甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰的SBA-15加入到体积比为3:1的甲醇与水的混合溶液中超声分散,向其中加入重铬酸盐、功能单体1和功能单体2,形成混合液A,将混合液A在油浴中磁力搅拌形成预组装体系;将所述预组装体系通惰性气体排氧后,在磁力搅拌作用下,向所述预组装体系中加入交联剂和引发剂,得到混合液B;将混合液B的油浴升温,并在惰性气体下回流反应;反应结束后,停止通惰性气体并冷却;收集产物,清洗,干燥;
步骤2、将步骤1中的产物用盐酸洗脱聚合物中缔合的Cr(VI)阴离子,最后用二次蒸馏水洗至呈中性;干燥,研磨,过筛,制得双功能单体SBA-15表面Cr(VI)阴离子印迹材料。
所述步骤1中,甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰的SBA-15制备方法为:取活化过的介孔二氧化硅SBA-15加入到乙醇溶液中超声,形成分散液,向所述分散液中加入甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷,得到混合液C,将所述混合液C在水浴中磁力搅拌,产物离心收集并洗涤;经干燥后,获得甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰的SBA-15。
上述方案中,所述分散液中SBA-15的浓度为1~4mg/mL,混合液C中甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷与乙醇的体积比为1:5~20。
上述方案中,所述水浴温度为50℃,水浴反应时间为12h。
所述甲醇与水的混合溶液中,甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰的SBA-15的浓度为2.5mg/mL;所述步骤1中,所述重铬酸盐为重铬酸钾,功能单体1为甲基丙烯酸,功能单体2为4-乙烯基吡啶,交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯,引发剂为偶氮二异丁腈;混合液A中,Cr(VI)元素的浓度为0.325~1.3mg/mL,Cr(VI)元素、甲基丙烯酸、4-乙烯基吡啶的物质的量比为1:2:2,乙二醇二甲基丙烯酸酯的浓度为0.125~0.5mmol/mL,偶氮二异丁腈的浓度为 0.125~0.5mg/mL。
所述甲醇与水的混合溶液中,甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰的SBA-15的浓度为2.5mg/mL;混合液A中,Cr(VI)元素的浓度为0.65mg/mL,Cr(VI)元素、甲基丙烯酸、4-乙烯基吡啶的物质的量比为1:2:2,乙二醇二甲基丙烯酸酯的浓度为0.25mmol/mL、偶氮二异丁腈的浓度为0.25mg/mL。
所述步骤1中,所述回流反应温度为65℃,回流反应时间为6h。
所述步骤1中,所述混合液A的油浴温度为25℃,油浴反应时间为2h;所述惰性气体为N2;所述盐酸浓度为2mol/L;步骤2中,干燥方式为真空干燥,干燥温度为50℃,干燥时间为12h。
所述双功能单体SBA-15表面Cr(VI)阴离子印迹材料用于选择性吸附Cr(VI)阴离子。
所述Cr(VI)阴离子为重铬酸盐中含有+6价铬的阴离子。
所述的SBA-15的活化方法为:将SBA-15浸渍于4mol/L盐酸溶液中,70℃回流24h,用DDW洗至中性,在50℃条件下真空干燥12h获得活化的SBA-15。
本发明所述方法是利用双功能单体进行六价铬阴离子印迹,与金属阳离子印迹材料的制备相比,其原理不同,阳离子印迹主要是靠金属阳离子和功能单体之间配位螯合作用力,而金属阴离子印迹主要是利用静电吸引力作用,因此在功能单体选择上具有更高的要求。
所述的吸附性能的分析测试方法具体为:
(1)静态吸附实验
称取0.01g Cr(VI)-IIP加入到装有一定浓度Cr(VI)溶液的25mL比色管中,用稀硝酸和氨水调节pH,用水定容至刻度,将吸附剂超声分散后,在室温条件下静置6h,离心分离后,用ICP-AES检测上清液中剩余Cr(VI)的含量。其吸附容量Qe(mg/g)的计算公式为:
其中:C0(mg/L)和Ce(mg/L)分别为Cr(VI)的初始浓度和吸附平衡后溶液中剩余Cr(VI)的浓度,V为溶液体积(mL),W为吸附剂质量(g)。
(2)选择性吸附实验
为了研究Cr(VI)-IIP的选择性,配置Cr(VI)与同浓度的竞争离子(Cr(III)、Cu(II)、Cd(II)、Ni(II))组成的二元混合溶液体系进行竞争吸附实验。分配系数Kd(mL/g)和选择性系数k按公式(2)、(3)计算。
其中,Ci(mg/L)和Cf(mg/L)分别是初始和吸附后溶液中金属离子的浓度。Kd(Cr(VI))和Kd(M)分别代表模板离子和竞争离子的分配系数,k是评价印迹聚合物选择性吸附能力的指标。
(3)动态吸附再生实验
将0.1g Cr(VI)-IIP填充入自制的动态吸附装置中,一定浓度的Cr(VI)溶液由柱顶端流入,通过蠕动泵控制上样流速,以5min时间间隔取样,用ICP-AES检测流出溶液中Cr(VI)浓度。待吸附平衡后,吸附饱和的Cr(VI)-IIP用2mol/L的HCl流入液,以1mL/min的流速持续洗脱,直至洗脱液中检测不到Cr(VI),然后用水将Cr(VI)-IIP洗至中性,再生的吸附剂继续用于下一个动态吸附实验循环。整个实验过程重复4次,考察每一个循环过程的动态吸附容量Qe(mg/g)和洗脱效率Y(%)。
本发明的有益效果为:
(1)将印迹聚合物接枝于介孔二氧化硅(SBA-15)表面,避免了因模板离子包埋过深而洗脱困难的问题。
(2)首次合成了双功能单体协同作用制备的表面离子印迹聚合物,克服了传统印迹聚合物因使用单一功能单体而导致的选择性吸附性能不理想的问题。
(3)本发明所制备的材料对初始浓度为200mg/L的Cr(VI)阴离子的选择性吸附效果达到了96.32mg/g,对初始浓度为100mg/L的Cr(VI)阴离子的选择性吸附效果达到了35.68mg/g。
(4)制备的铬阴离子印迹聚合物具有较大的比表面积、较快的传质速率、较高吸附容量以及高效的铬阴离子选择识别能力。
(5)制备的铬阴离子印迹聚合物应用于动态吸附实验,表现出优异的再生性能。
附图说明
图1为实施例2中SBA-15(a)、甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰的SBA-15(b)和Cr(VI)-IIP(c)的红外光谱图;
图2为实施例2中SBA-15和Cr(VI)-IIP的扫描和透射电镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施实例对本发明做进一步说明。
实施例1
(1)取0.05g活化过的介孔二氧化硅(SBA-15)加入到50mL乙醇溶液中,超声分散10min后,向溶液中加入2.5mL甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPS),并将该混合溶液置于50℃水浴中,磁力搅拌12h。产物离心收集并用大量的乙醇清洗三次,以除去未反应的偶联剂MPS。经50℃条件下真空干燥后,获得甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰的SBA-15。
(2)取0.1g甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰的SBA-15加入40mL体积比为3:1的甲醇与水的混合溶液中超声分散10min,向溶液中分别加入36.8mg K2Cr2O7、43μL甲基丙烯酸(MAA)和54μL 4-乙烯基吡啶(4-VP)。将混合溶液置于25℃油浴中,磁力搅拌2h形成预组装体系。通N2排氧半小时后,在磁力搅拌作用下,向溶液中分别加入5mmol乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)和5mg偶氮二异丁腈(AIBN),同时将油浴温度升高到65℃,在N2保护条件下回流反应6h。反应结束后,停止通N2并冷却至室温。产物用布氏漏斗抽滤收集,并依次用甲醇和水清洗6次,以除去反应残留。产物在50℃条件下真空干燥12h。
(3)步骤(2)中的产物用2mol/L盐酸溶液在磁力搅拌作用下洗涤多次,洗脱聚合物中缔合的Cr(VI),最后用二次蒸馏水(DDW)洗至呈中性。50℃条件下真空干燥12h,研磨,过100目筛,制得Cr(VI)-IIP。
(4)静态吸附实验
取0.01g的Cr(VI)-IIP或NIP加入含有25mL浓度分别为10,20,30,40,50,100,200,300,400mg/L的Cr(VI)溶液的比色管中,其中用0.1mol/L稀硝酸和0.1mol/L稀氨水调节pH至2.0,用DDW定容至刻度。将装有吸附剂的比色管振荡10min后,室温下静置6h,离心分离,用ICP-AES检测上层清液中剩余Cr(VI)的含量。
结果显示:在室温条件下,当Cr(VI)溶液的初始浓度为200mg/L时,Cr(VI)-IIP达到饱和吸附容量92.44mg/g;当Cr(VI)溶液的初始浓度为100mg/L时,达到饱和吸附容量32.38mg/g。
(5)选择性吸附实验
在溶液pH=2.0,温度为25℃条件下,研究了印迹聚合物对Cr(VI)的选择性,引入同浓度的Cr(III)、Cu(II)、Cd(II)、Ni(II)作为竞争离子,以Cr(VI)对其他离子的选择性系数k为评价参数。
结果显示:在溶液pH=2.0,温度为25℃条件下,Cr(VI)相对于Cr(III)、Cu(II)、Cd(II)、Ni(II)的选择性系数分别为15.00、9.63、16.67、12.50。
(6)动态吸附再生实验
将0.1g Cr(VI)-IIP填充入自制的动态吸附装置中,10mg/L的Cr(VI)溶液由柱顶端流入,通过蠕动泵控制上样流速为1mL/min,以5min时间间隔取样。吸附平衡后,吸附剂用2mol/L的HCl流入液,以1mL/min的流速持续洗脱,直至洗脱液中检测不到Cr(VI),然后 用水将Cr(VI)-IIP洗至中性,再生的吸附剂继续用于下一个动态吸附实验循环。整个实验过程重复4次,考察每一个循环过程的动态吸附容量Qe(mg/g)和洗脱效率Y(%)。
结果显示:在4个吸附-洗脱循环过程中,Cr(VI)-IIP的动态吸附容量Qe分别为10.02、9.78、9.55、9.12mg/g,Cr(VI)的洗脱效率Y分别为98.2%、97.7%、95.9%、92.9%。
实施例2
(1)取0.1g活化过的介孔二氧化硅(SBA-15)加入到50mL乙醇溶液中,超声分散10min后,向溶液中加入5mL甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPS),并将该混合溶液置于50℃水浴中,磁力搅拌12h。产物离心收集并用大量的乙醇清洗三次,以除去未反应的偶联剂MPS。经50℃条件下真空干燥后,获得甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰的SBA-15。
(2)取0.1g甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰的SBA-15加入40mL体积比为3:1的甲醇与水的混合溶液中超声分散10min,向溶液中分别加入73.5mg K2Cr2O7、86μL MAA和108μL 4-VP。将混合溶液置于25℃油浴中,磁力搅拌2h形成预组装体系。通N2排氧半小时后,在磁力搅拌作用下,向溶液中分别加入10mmol EGDMA和10mg AIBN,同时将油浴温度升高到65℃,在N2保护条件下回流反应6h。反应结束后,停止通N2并冷却至室温。产物用布氏漏斗抽滤收集,并依次用甲醇和水清洗6次,以除去反应残留。产物在50℃条件下真空干燥12h。
(3)步骤(2)中的产物用2mol/L盐酸溶液在磁力搅拌作用下洗涤多次,洗脱聚合物中缔合的Cr(VI),最后用二次蒸馏水(DDW)洗至呈中性。50℃条件下真空干燥12h,研磨,过100目筛,制得Cr(VI)-IIP。
(4)静态吸附实验
取0.01g的Cr(VI)-IIP或NIP加入含有25mL浓度分别为10,20,30,40,50,100,200,300,400mg/L的Cr(VI)溶液的比色管中,其中用0.1mol/L稀硝酸和0.1mol/L稀氨水调节pH至2.0,用DDW定容至刻度。将装有吸附剂的比色管振荡10min后,室温下静置6h,离心分离,用ICP-AES检测上层清液中剩余Cr(VI)的含量。
结果显示:在室温条件下,当Cr(VI)溶液的初始浓度为200mg/L时,Cr(VI)-IIP达到饱和吸附容量96.32mg/g;当Cr(VI)溶液的初始浓度为100mg/L时,达到饱和吸附容量35.68mg/g。
(5)选择性吸附实验
在溶液pH=2.0,温度为25℃条件下,研究了印迹聚合物对Cr(VI)的选择性,引入同浓度的Cr(III)、Cu(II)、Cd(II)、Ni(II)作为竞争离子,以Cr(VI)对其他离子的选择性系数k为评价参数。
结果显示:在溶液pH=2.0,温度为25℃条件下,Cr(VI)相对于Cr(III)、Cu(II)、Cd(II)、Ni(II)的选择性系数分别为17.79、9.40、18.52、13.61。
(6)动态吸附再生实验
将0.1g Cr(VI)-IIP填充入自制的动态吸附装置中,10mg/L的Cr(VI)溶液由柱顶端流入,通过蠕动泵控制上样流速为1mL/min,以5min时间间隔取样。吸附平衡后,吸附剂用2mol/L的HCl流入液,以1mL/min的流速持续洗脱,直至洗脱液中检测不到Cr(VI),然后用水将Cr(VI)-IIP洗至中性,再生的吸附剂继续用于下一个动态吸附实验循环。整个实验过程重复4次,考察每一个循环过程的动态吸附容量Qe(mg/g)和洗脱效率Y(%)。
结果显示:在4个吸附-洗脱循环过程中,Cr(VI)-IIP的动态吸附容量Qe分别为10.33、9.89、9.72、9.29mg/g,Cr(VI)的洗脱效率Y分别为98.5%、97.7%、97.1%、95.3%。
实施例3
(1)取0.2g活化过的介孔二氧化硅(SBA-15)加入到50mL乙醇溶液中,超声分散10min后,向溶液中加入10mL甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPS),并将该混合溶液置于50℃水浴中,磁力搅拌12h。产物离心收集并用大量的乙醇清洗三次,以除去未反应的偶联剂MPS。经50℃条件下真空干燥后,获得甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰的SBA-15。
(2)取0.1g甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰的SBA-15加入40mL体积比为3:1的甲醇与水的混合溶液中超声分散10min,向溶液中分别加入147mg K2Cr2O7、172μL MAA和216μL 4-VP。将混合溶液置于25℃油浴中,磁力搅拌2h形成预组装体系。通N2排氧半小时后,在磁力搅拌作用下,向溶液中分别加入20mmol EGDMA和20mg AIBN,同时将油浴温度升高到65℃,在N2保护条件下回流反应6h。反应结束后,停止通N2并冷却至室温。产物用布氏漏斗抽滤收集,并依次用甲醇和水清洗6次,以除去反应残留。产物在50℃条件下真空干燥12h。
(3)步骤(2)中的产物用2mol/L盐酸溶液在磁力搅拌作用下洗涤多次,除去聚合物中缔合的Cr(VI),最后用二次蒸馏水(DDW)洗至呈中性。50℃条件下真空干燥12h,研磨,过100目筛,制得Cr(VI)-IIP。
(4)静态吸附实验
取0.01g的Cr(VI)-IIP或NIP加入含有25mL浓度分别为10,20,30,40,50,100,200,300,400mg/L的Cr(VI)溶液的比色管中,其中用0.1mol/L稀硝酸和0.1mol/L稀氨水调节pH至2.0,用DDW定容至刻度。将装有吸附剂的比色管振荡10min后,室温下静置6h,离心分离,用ICP-AES检测上层清液中剩余Cr(VI)的含量。
结果显示:在室温条件下,当Cr(VI)溶液的初始浓度为200mg/L时,Cr(VI)-IIP达到饱和吸附容量91.05mg/g;当Cr(VI)溶液的初始浓度为100mg/L时,达到饱和吸附容量30.26mg/g。
(5)选择性吸附实验
在溶液pH=2.0,温度为25℃条件下,研究了印迹聚合物对Cr(VI)的选择性,引入同浓度的Cr(III)、Cu(II)、Cd(II)、Ni(II)作为竞争离子,以Cr(VI)对其他离子的选择性系数k为评价参数。
结果显示:在溶液pH=2.0,温度为25℃条件下,Cr(VI)相对于Cr(III)、Cu(II)、Cd(II)、Ni(II)的选择性系数分别为13.27、8.99、16.22、12.84。
(6)动态吸附再生实验
将0.1g Cr(VI)-IIP填充入自制的动态吸附装置中,10mg/L的Cr(VI)溶液由柱顶端流入,通过蠕动泵控制上样流速为1mL/min,以5min时间间隔取样。吸附平衡后,吸附剂用2mol/L的HCl流入液,以1mL/min的流速持续洗脱,直至洗脱液中检测不到Cr(VI),然后用水将Cr(VI)-IIP洗至中性,再生的吸附剂继续用于下一个动态吸附实验循环。整个实验过程重复4次,考察每一个循环过程的动态吸附容量Qe(mg/g)和洗脱效率Y(%)。
结果显示:在4个吸附-洗脱循环过程中,Cr(VI)-IIP的动态吸附容量Qe分别为10.12、9.57、9.32、8.87mg/g,Cr(VI)的洗脱效率Y分别为98.1%、97.8%、96.0%、94.3%。
上述所有实施例表明,在所用基质材料一定的情况下,所用的交联剂(乙二醇二甲基丙烯酸酯)和功能单体(甲基丙烯酸、4-乙烯基吡啶)总量越少,印迹的空穴越少,吸附容量则会变小。然而,交联剂(乙二醇二甲基丙烯酸酯)和功能单体(甲基丙烯酸、4-乙烯基吡啶)总量过大,则会造成印迹层比较厚,印迹空穴包埋过深,导致印迹效果变差,从而使得吸附容量变小。所以得到了实施例2中所用合成材料的用量为理想的配比,能够获得最优的实验结果。
在图1(a)中,可以清楚地看到SBA-15的三个特征峰分别位于:3433cm-1(表面-OH的伸缩振动),1636cm-1(Si-OH的弯曲振动峰)和1072cm-1(Si-O-Si对称伸缩振动峰)。与空白SBA-15比较,在图1(b)中,新出现的位于1708cm-1的振动吸收峰为MPS上的C=O键的伸缩振动峰,而位于2900cm-1附近的特征峰可能是由C-H键的伸缩振动引起的,以上说明MPS成功修饰了SBA-15。由图1(c)可以看出,印迹聚合后,两个新的特征峰分别出现在1597cm-1和1558cm-1处,它们分别是由4-VP上的C=N和C-N键的伸缩振动引起的。此外,C=O键的伸缩振动峰红移到了1735cm-1,而且C-H键的伸缩振动峰变得更加明显,这可能是由于单体在基质表面发生聚合后引起的。综上所述,Cr(VI)-IIP被成功地制备出来。
图2为实施例2中SBA-15和Cr(VI)-IIP的扫描和透射电镜图;其中,a、b分别为SBA-15 和Cr(VI)-IIP扫描电镜图,c、d分别为SBA-15和Cr(VI)-IIP透射电镜图。由图(a)可知,SBA-15由许多1μm左右、形貌规整的短棒组成。图(b)可以看出,材料形貌的有序性在一定程度上被破坏,表面变得粗糙,表明基质表面聚合物的形成。在SBA-15和Cr(VI)-IIP的TEM图中,SBA-15中的有序介孔通道结构清晰可见。而至于Cr(VI)-IIP,由于基质表面负载了聚合物,介孔通道变窄、模糊,但仍在一定程度上保持了介孔结构原有的有序性。综上所述,此铬阴离子印迹聚合物制备成功。
Claims (8)
1.一种Cr(VI)阴离子印迹材料的制备法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、取甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰的SBA-15加入到体积比为3:1的甲醇与水的混合溶液中超声分散,向其中加入重铬酸盐、功能单体1和功能单体2,形成混合液A,将混合液A在油浴中磁力搅拌形成预组装体系;将所述预组装体系通惰性气体排氧后,在磁力搅拌作用下,向所述预组装体系中加入交联剂和引发剂,得到混合液B;将混合液B的油浴升温,并在惰性气体下回流反应;反应结束后,停止通惰性气体并冷却;收集产物,清洗,干燥;
步骤2、将步骤1中的产物用盐酸洗脱聚合物中缔合的Cr(VI)阴离子,最后用二次蒸馏水洗至呈中性;干燥,研磨,过筛,制得双功能单体SBA-15表面Cr(VI)阴离子印迹材料;
所述步骤1中,所述重铬酸盐为重铬酸钾,功能单体1为甲基丙烯酸,功能单体2为4-乙烯基吡啶,交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯,引发剂为偶氮二异丁腈;混合液A中, Cr(VI)元素的浓度为0.325~1.3mg/mL,Cr(VI)元素、甲基丙烯酸、4-乙烯基吡啶的物质的量比为1:2:2,乙二醇二甲基丙烯酸酯的浓度为0.125~0.5mmol/mL,偶氮二异丁腈的浓度为0.125~0.5mg/mL;所述回流反应温度为65℃,回流反应时间为6h;所述混合液A的油浴温度为25℃,油浴反应时间为2h;所述惰性气体为N2;所述盐酸浓度为2mol/L。
2.根据权利要求1所述的一种Cr(VI)阴离子印迹材料的制备法,其特征在于,步骤1中,甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰的SBA-15制备方法为:取活化过的介孔二氧化硅SBA-15加入到乙醇溶液中超声,形成分散液,向所述分散液中加入甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷,得到混合液C,将所述混合液C在水浴中磁力搅拌,产物离心收集并洗涤;经干燥后,获得甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰的SBA-15。
3.根据权利要求2所述的一种Cr(VI)阴离子印迹材料的制备法,其特征在于,所述分散液中SBA-15的浓度为1~4mg/mL,混合液C中甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷与乙醇的体积比为1:5~20。
4.根据权利要求3所述的一种Cr(VI)阴离子印迹材料的制备法,其特征在于,所述水浴温度为50℃,水浴反应时间为12h。
5.根据权利要求1所述的一种Cr(VI)阴离子印迹材料的制备法,其特征在于,所述甲醇与水的混合溶液中,甲基丙稀酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰的SBA-15的浓度为2.5mg/mL。
6.根据权利要求1所述的一种Cr(VI)阴离子印迹材料的制备法,其特征在于,
混合液A中, Cr(VI)元素的浓度为0.65mg/mL,Cr(VI)元素、甲基丙烯酸、4-乙烯基吡啶的物质的量比为1:2:2,乙二醇二甲基丙烯酸酯的浓度为0.25mmol/mL、偶氮二异丁腈的浓度为0.25mg/mL。
7.根据权利要求1所述的一种Cr(VI)阴离子印迹材料的制备法,其特征在于,步骤2中,干燥方式为真空干燥,干燥温度为50℃,干燥时间为12h。
8.根据权利要求1-7所述的方法制备的Cr(VI)阴离子印迹材料的用途,其特征在于,所述双功能单体SBA-15表面Cr(VI)阴离子印迹材料用于选择性吸附Cr(VI)阴离子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510420926.0A CN104945580B (zh) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | 一种Cr(VI)阴离子印迹材料的制备方法及其用途 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510420926.0A CN104945580B (zh) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | 一种Cr(VI)阴离子印迹材料的制备方法及其用途 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104945580A CN104945580A (zh) | 2015-09-30 |
CN104945580B true CN104945580B (zh) | 2018-02-27 |
Family
ID=54160688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510420926.0A Expired - Fee Related CN104945580B (zh) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | 一种Cr(VI)阴离子印迹材料的制备方法及其用途 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104945580B (zh) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105218765B (zh) * | 2015-10-21 | 2018-06-01 | 江苏大学 | 一种光响应智能印迹介孔材料的制备方法及用途 |
CN106279534B (zh) * | 2016-08-10 | 2018-02-09 | 南昌航空大学 | 一种含氧金属阴离子印迹聚合物及其制备方法 |
CN106432606A (zh) * | 2016-11-11 | 2017-02-22 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 一种磁性Cr(Ⅵ)离子印迹聚合物及其制备方法和应用 |
CN106902780B (zh) * | 2017-03-08 | 2019-04-30 | 江苏大学 | 同步吸附锂/铷离子的多级孔硅吸附剂的制备及应用 |
CN109206554B (zh) * | 2017-07-03 | 2020-10-16 | 华中科技大学 | 一种光还原六价铬的离子印迹聚合物材料及其制备和应用 |
CN107446086B (zh) * | 2017-09-06 | 2020-05-08 | 福建出入境检验检疫局检验检疫技术中心 | 一种六价铬印迹材料的制备方法 |
CN109046259B (zh) * | 2018-09-13 | 2021-08-06 | 上海海关工业品与原材料检测技术中心 | 改性介孔二氧化硅材料、其制备方法和应用 |
CN109438598B (zh) * | 2018-09-28 | 2020-09-25 | 昆明理工大学 | 一种以2-巯基丙酸为功能单体的六价铬离子印迹复合膜的制备方法及应用 |
CN109589984B (zh) * | 2018-12-12 | 2021-11-23 | 江苏大学 | 一种双反应通道光催化剂的制备方法及其应用 |
CN109772273B (zh) * | 2019-01-14 | 2022-08-05 | 上海理工大学 | 一种基于核糖核苷酸功能单体的离子印迹聚合物的制备 |
CN110201651A (zh) * | 2019-06-09 | 2019-09-06 | 桂林理工大学 | 一种硅藻土基Cr(Ⅲ)离子印迹吸附材料的制备方法 |
CN113694900B (zh) * | 2020-05-22 | 2024-06-11 | 中南林业科技大学 | 一种木质素离子印迹复合物及其制备方法和应用 |
CN111729659A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-02 | 桂林理工大学 | 一种基于MCM-41分子筛表面的Cr(Ⅵ)离子印迹材料的制备方法 |
CN111729658A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-02 | 桂林理工大学 | 一种基于MCM-41分子筛表面的Cr(Ⅲ)离子印迹材料的制备方法 |
CN111777713A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-10-16 | 福州大学 | 一种金属离子配位双功能单体分子印迹聚合物及其制备方法和应用 |
CN112569911B (zh) * | 2020-11-20 | 2022-07-05 | 南昌航空大学 | 一种以季铵盐为单体合成VTA-Cr(VI)-IIPs吸附剂的方法 |
CN114797793B (zh) * | 2021-01-19 | 2023-04-28 | 江南大学 | 一种磁性六价铬印迹吸附材料的制备方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103570871B (zh) * | 2013-10-21 | 2016-01-20 | 南京医科大学 | 介孔分子筛sba-15复合纳米表面印迹聚合物及其制备方法 |
CN103599757B (zh) * | 2013-10-28 | 2015-08-26 | 江苏大学 | 一种磁性温敏型表面锶离子印迹吸附剂的制备方法 |
CN104744634A (zh) * | 2013-12-30 | 2015-07-01 | 中国科学院烟台海岸带研究所 | 一种利用双功能单体协同作用制备铅离子印迹聚合物微球的方法 |
-
2015
- 2015-07-16 CN CN201510420926.0A patent/CN104945580B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104945580A (zh) | 2015-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104945580B (zh) | 一种Cr(VI)阴离子印迹材料的制备方法及其用途 | |
Jones et al. | Stromatolites forming in acidic hot-spring waters, North Island, New Zealand | |
CN104525005B (zh) | 一种亲水性抗污染聚酰胺复合反渗透膜及其制备方法 | |
Tian et al. | Modified native cellulose fibers—A novel efficient adsorbent for both fluoride and arsenic | |
CN105214617B (zh) | 高效选择重金属离子的表面印迹壳聚糖微球及其制备方法 | |
CN109715288A (zh) | 从盐水中提取金属离子 | |
CN106243271A (zh) | pH响应性的二维薄膜和三维海绵油水分离材料的制备及油水分离的应用 | |
CN102702419B (zh) | 一种蒙脱土改性交联丙烯酸酯杂化核壳乳液的制备方法 | |
TW200416223A (en) | Method of modifying surface of material | |
MXPA03003015A (es) | Composicion acuosa de mezcla de polimeros. | |
CN105536639B (zh) | 一种离子液体功能化雪人形各向异性复合材料及其制备方法和应用 | |
CN101775152B (zh) | 用于苦参碱类物质分离提纯的表面印迹材料的制备方法 | |
CN105413664B (zh) | 一种改性超高分子量聚乙烯纤维、其制备方法及应用 | |
CN107129185B (zh) | 一种真石漆及其制备方法 | |
CA2386269A1 (en) | Silicone-modified water-absorbing polymer particles and method for producing the same | |
CN102001116A (zh) | 利用含硅化合物处理细胞壁与聚合物填充细胞腔联合改性木材的方法 | |
CN105218765B (zh) | 一种光响应智能印迹介孔材料的制备方法及用途 | |
CN109281172A (zh) | 核壳型无氟防水整理剂及其制备方法和应用 | |
CN107552007A (zh) | 离子液体改性镁铝层状双氢氧化物吸附剂及其制备和应用 | |
CN108452784A (zh) | 儿茶酚胺固相萃取功能复合材料及其制备方法和应用 | |
CN109718745A (zh) | 一种雅努斯型磁性印迹纳米片及其制备方法和应用 | |
CN106883411A (zh) | 超顺磁性核壳结构介孔分子印迹聚合物的制备及作为固相萃取剂的应用 | |
CN105218730B (zh) | 吸附树脂及其制备方法和用途 | |
DE3934068A1 (de) | Mit polymergelen gefuellte poroese partikel fuer die gelpermeationschromatographie und verfahren zu deren herstellung | |
CN103599757B (zh) | 一种磁性温敏型表面锶离子印迹吸附剂的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180227 Termination date: 20180716 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |