CN109589808A - 一种碳基表面分子印迹二维复合膜的制备方法 - Google Patents

一种碳基表面分子印迹二维复合膜的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109589808A
CN109589808A CN201811607238.5A CN201811607238A CN109589808A CN 109589808 A CN109589808 A CN 109589808A CN 201811607238 A CN201811607238 A CN 201811607238A CN 109589808 A CN109589808 A CN 109589808A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
composite membrane
bath
molecular engram
carbon based
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.)
Pending
Application number
CN201811607238.5A
Other languages
English (en)
Inventor
刘旭光
屈芸
秦蕾
崔燕
张瑶
杨永珍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyuan University of Technology
Original Assignee
Taiyuan University of Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyuan University of Technology filed Critical Taiyuan University of Technology
Priority to CN201811607238.5A priority Critical patent/CN109589808A/zh
Publication of CN109589808A publication Critical patent/CN109589808A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/76—Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74
    • B01D71/82—Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74 characterised by the presence of specified groups, e.g. introduced by chemical after-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0079—Manufacture of membranes comprising organic and inorganic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B01D69/125—In situ manufacturing by polymerisation, polycondensation, cross-linking or chemical reaction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/021—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/30—Polyalkenyl halides
    • B01D71/32—Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
    • B01D71/34—Polyvinylidene fluoride
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/265—Synthetic macromolecular compounds modified or post-treated polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28033—Membrane, sheet, cloth, pad, lamellar or mat
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G25/00—Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, with solid sorbents
    • C10G25/003—Specific sorbent material, not covered by C10G25/02 or C10G25/03
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G31/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for
    • C10G31/11—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for by dialysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/12—Adsorbents being present on the surface of the membranes or in the pores
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
    • C10G2300/201—Impurities
    • C10G2300/202—Heteroatoms content, i.e. S, N, O, P

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种碳基表面分子印迹二维复合膜的制备方法，是针对燃油中噻吩类硫化物难脱除且用于脱硫的粉体吸附剂难分离，易污染油品的情况，将表面分子印迹技术与膜分离技术相结合，采用有序介孔碳纳米球为原料，聚偏氟乙烯为基膜，经表面硅烷化修饰、接枝功能单体，制备碳基表面分子印迹二维复合膜，此制备方法工艺先进、数据精确翔实，产物为黑色膜状物质，膜上的粉体颗粒直径≤130nm，表层球形分布均匀；制备的碳基表面分子印迹二维复合膜能耗少、易固液分离、无污染、可连续操作，可在燃油脱硫处理中得到应用，是先进的碳基表面分子印迹二维复合膜的制备方法。

Description

一种碳基表面分子印迹二维复合膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种碳基表面分子印迹二维复合膜的制备方法，属碳纳米材料表面功能化修饰与膜分离技术的结合及其应用的技术领域。
背景技术
近年来，车用燃油燃烧引发的环境污染问题日益突出，车用燃油中的有机硫化物在使用过程中常被转化为硫氧化物，排入空气中形成酸雨，对建筑物、人类健康、生态环境造成损害；车用燃油中，噻吩类硫化物及其衍生物占FCC汽油总硫含量的90％；为了提炼低硫甚至无硫燃油，所采用的技术手段有加氢脱硫、氧化脱硫、生物催化脱硫、吸附脱硫等，但仍存在降低燃油辛烷值、影响油品品质、回收成本高的缺点。
采用碳基表面分子印迹二维复合膜，通过吸附脱硫的方法，可以有效避免上述问题，这一技术还在科学研究中。
表面分子印迹技术具有特异识别性、构效预定性特点，在基质表面形成印迹孔穴，可针对噻吩类硫化物分子通过非共价键结合，对其进行特异性识别，捕捉噻吩类硫化物分子，在脱硫的同时还可实现有机小分子的无损回收。
发明内容
发明目的
本发明的目的是针对背景技术的状况，在于提供一种碳基表面分子印迹二维复合膜的制备方法，通过将有序介孔碳纳米球进行功能化处理，附着于聚偏氟乙烯微孔滤膜，并在表面印迹，经洗脱、干燥，制得碳基表面分子印迹二维复合膜，以便在燃油脱硫中得到应用。
技术方案
本发明使用的化学物质材料为：聚偏氟乙烯微孔滤膜、有序介孔碳纳米球、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、冰乙酸、α-甲基丙烯酸、过硫酸铵、二苯并噻吩、氯仿、二甲基丙烯酸乙二醇酯、正己烷、无水乙醇、去离子水、氮气，其组合准备用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位；
制备方法如下：
(1)精选化学物质材料
对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：
聚偏氟乙烯微孔滤膜：固态膜状纯度99.99％
有序介孔碳纳米球：固态固体纯度99.99％
γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷：液态液体纯度99.99％
冰乙酸：液态液体纯度99.5％
α-甲基丙烯酸：液态液体纯度98.5％
过硫酸铵：固态固体纯度98％
二苯并噻吩：固态固体纯度98％
氯仿：液态液体纯度99.99％
二甲基丙烯酸乙二醇酯：液态液体纯度99.99％
正己烷：液态液体纯度95％
无水乙醇：液态液体纯度99.7％
去离子水：液态液体纯度99.99％
氮气：气态气体纯度99.99％
(2)有序介孔碳纳米球表面硅烷化修饰
①称取有序介孔碳纳米球0.3g±0.0001g，量取无水乙醇45mL±0.0001mL、去离子水15mL±0.0001mL、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷1mL±0.0001mL、冰乙酸5mL±0.0001mL，加入密闭容器中；
将密闭容器置于超声波分散仪上，进行超声分散，超声波频率40kHz，超声分散时间10min；
②超声分散后将密闭容器置于水浴锅上，水浴锅内加入水浴水，水浴水要淹没水浴锅体积的4/5；
③水浴锅内加入磁子搅拌器；
④将水浴锅置于电加热器上，开启电加热器，加热温度65℃±1℃，加热时间120min；
反应后，停止加热，水浴锅内的反应溶液自然冷却至25℃；
⑤抽滤，将反应溶液置于抽滤瓶上的布氏漏斗中，用三层中速定性滤纸进行抽滤，留存滤饼，弃去滤液；
⑥洗涤、抽滤，将滤饼置于烧杯中，加入无水乙醇100mL，搅拌洗涤10min；
将洗涤液置于抽滤瓶上的布氏漏斗中，用三层中速定性滤纸进行抽滤，留存滤饼，弃去滤液；
⑦干燥，将滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中，干燥温度50℃±1℃，真空度2Pa，干燥时间6h；
干燥后为硅烷化有序介孔碳纳米球；
(3)硅烷化有序介孔碳纳米球的接枝处理
①称取硅烷化有序介孔碳纳米球0.2g±0.0001g、过硫酸铵0.105g±0.0001g，量取α-甲基丙烯酸1mL±0.0001mL、去离子水20mL±0.0001mL，加入三口烧瓶中；
②向三口烧瓶通入氮气，氮气通入速度100cm3/min，通氮时间10min；
③将三口烧瓶置于电加热器上，加热温度72℃±1℃，加热时间24h，得反应溶液；
④停止加热，反应溶液随瓶自然冷却至25℃；
⑤抽滤，将反应溶液置于抽滤瓶上的布氏漏斗中，用三层中速定性滤纸进行抽滤，留存滤饼，弃去滤液；
⑥无水乙醇清洗，将滤饼置于烧杯中，加入无水乙醇100mL，搅拌洗涤10min，得洗涤液；
⑦抽滤，将洗涤液置于抽滤瓶上的布氏漏斗中，用三层中速定性滤纸进行抽滤，留存滤饼，弃去滤液；
⑧真空干燥，将滤饼置于石英容器中，放入真空干燥箱中，干燥温度50℃±1℃，真空度2Pa，干燥时间6h；
干燥后为接枝功能单体有序介孔碳纳米球；
(4)碳基表面分子印迹二维复合膜的制备
碳基表面分子印迹二维复合膜的制备是在单口烧瓶中进行的，是在水浴、加热、磁子搅拌状态下完成的；
①将单口烧瓶置于水浴锅上，并固定；
在单口烧瓶内底部放入磁子搅拌器；
水浴锅内加入水浴水，水浴水要淹没单口烧瓶体积的4/5；
②称取接枝功能单体有序介孔碳纳米球0.05g±0.0001g、二苯并噻吩0.1g±0.0001g，量取氯仿10mL±0.0001mL、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.625mL±0.0001mL，加入单口烧瓶中；
③磁子搅拌器进行搅拌，搅拌时间30min；
④将聚偏氟乙烯微孔滤膜浸入单口烧瓶中；
⑤将单口烧瓶置于电加热器上，进行加热，加热温度50℃±1℃，加热时间10h；
⑥接枝功能单体有序介孔碳纳米球附着在聚偏氟乙烯微孔滤膜上，成碳基表面分子印迹二维复合膜；
⑦反应后停止加热，反应溶液随瓶自然冷却至25℃；
⑧配制溶液，浸泡洗涤；
量取无水乙醇900mL±0.0001mL、冰乙酸100mL±0.0001mL，置于容器中，搅拌成混酸溶液；
将碳基表面分子印迹二维复合膜取出，置于混酸溶液中，浸泡洗涤20min；
⑨真空干燥，将碳基表面分子印迹二维复合膜捞出，置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中，干燥温度50℃±1℃，真空度2Pa，干燥时间12h；
干燥后为碳基表面分子印迹二维复合膜；
⑩配制二苯并噻吩/正己烷检测溶液；
称取二苯并噻吩0.138g±0.0001g，量取正己烷250mL±0.0001mL，置于容量瓶中，震荡搅拌，成0.003mol/L的二苯并噻吩/正己烷溶液；
(5)检测、分析、表征
对制备的碳基表面分子印迹二维复合膜的形貌、色泽、官能团、成分、化学物理性能、吸附性能进行检测、分析、表征；
用扫描电子显微镜进行形貌分析；
用高效气相色谱仪进行溶液浓度分析；
结论：碳基表面分子印迹二维复合膜上覆盖一层黑色物质，微观形貌为接枝功能单体有序介孔碳纳米球，其直径≤130nm，在0.003mol/L的二苯并噻吩/正己烷溶液中吸附量达101.65mg/g；
(6)产物储存
将制备的碳基表面分子印迹二维复合膜储存于透明的玻璃容器内，要防潮、防晒、防酸碱盐侵蚀，储存温度20℃，相对湿度10％。
有益效果
本发明与背景技术相比具有明显的先进性，是针对燃油脱除噻吩类硫化物难的情况，采用有序介孔碳纳米球为原料，聚偏氟乙烯微孔滤膜为基膜，经表面硅烷化修饰、接枝功能单体，制备碳基表面分子印迹二维复合膜，此制备方法工艺先进、数据精确翔实，产物为覆盖有一层黑色物质的二维膜，其上的接枝功能单体有序介孔碳纳米球直径≤130nm，二维复合膜表层碳纳米球分布均匀，吸附性能良好且易于固液分离，可在燃油脱硫处理中得到应用，是先进的表面分子印迹二维复合膜吸附材料的制备方法。
附图说明
图1、碳基表面分子印迹二维复合膜制备状态图
图2、碳基表面分子印迹二维复合膜扫描电子显微镜表面及截面形貌图
图3、碳基表面分子印迹二维复合膜吸附动力学曲线图
图4、碳基表面分子印迹二维复合膜和非印迹二维复合膜吸附动力学曲线比较图
图5、碳基表面分子印迹二维复合膜图
图中所示，附图标记清单如下：
1、电加热器，2、水浴锅，3、单口烧瓶，4、固定架，5、水浴水，6、功能化有序介孔碳纳米球，7、混合液，8、磁子搅拌器，9、显示屏，10、指示灯，11、电源开关，12、加热温度控制器，13、聚偏氟乙烯微孔滤膜。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明：
图1所示，为碳基表面分子印迹二维复合膜制备状态图，各部位置、连接关系要正确，按量配比，按序操作。
碳基表面分子印迹二维复合膜的制备是在单口烧瓶中进行的，是在水浴、加热、磁子搅拌状态下完成的；
电加热器1为立式，在电加热器1的上部设有水浴锅2，在水浴锅2上部设有单口烧瓶3，并由固定架4固定；水浴锅2内盛放水浴水5，水浴水5要淹没单口烧瓶3体积的4/5，单口烧瓶3内盛放功能化有序介孔碳纳米球6、混合液7、聚偏氟乙烯微孔滤膜13；单口烧瓶3內底部放置磁子搅拌器8；在电加热器1上设有显示屏9、指示灯10、电源开关11、加热温度控制器12。
图2所示，为碳基表面分子印迹二维复合膜扫描电子显微镜表面及截面形貌图，图(a)为碳基表面分子印迹二维复合膜表面形貌图，图中所示，碳基表面分子印迹二维复合膜表面网状结构上被印迹层所覆盖，二维复合膜表面均匀附着有接枝功能单体有序介孔碳纳米球，直径≤130nm；说明碳纳米球成功复合在聚偏氟乙烯基膜表面。图(b)为碳基表面分子印迹二维复合膜截面形貌图，图中所示，碳基表面分子印迹二维复合膜内部孔穴中附着有大量且均匀的接枝功能单体有序介孔碳纳米球；说明碳纳米球成功复合在聚偏氟乙烯基膜内部孔道中。
图3所示，为碳基表面分子印迹二维复合膜吸附动力学曲线图，图中所示，碳基表面分子印迹二维复合膜吸附在0.003mol/L的二苯并噻吩/正己烷溶液中，吸附量达101.65mg/g，吸附达到平衡时间需要20min。
图4所示，为碳基表面分子印迹二维复合膜和非印迹二维复合膜吸附动力学曲线比较图，图中所示，碳基表面分子印迹二维复合膜对二苯并噻吩的吸附达到平衡的时间需要20min，最大吸附量为101.65mg/g；非印迹二维复合膜对二苯并噻吩的最大吸附量为52.96mg/g，碳基表面分子印迹二维复合膜对二苯并噻吩的最大吸附量是非印迹二维复合膜对二苯并噻吩的最大吸附量的1.92倍。
图5所示，为碳基表面分子印迹二维复合膜图，图中所示，二维复合膜表面粗糙，均匀附着接枝功能单体有序介孔碳纳米球，为黑色膜状物质，膜厚度为0.5mm，膜直径为13mm。

Claims (2)

1.一种碳基表面分子印迹二维复合膜的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：聚偏氟乙烯微孔滤膜、有序介孔碳纳米球、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、冰乙酸、α-甲基丙烯酸、过硫酸铵、二苯并噻吩、氯仿、二甲基丙烯酸乙二醇酯、正己烷、无水乙醇、去离子水、氮气，其组合准备用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位；
制备方法如下：
(1)精选化学物质材料
对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：
聚偏氟乙烯微孔滤膜：固态膜状纯度99.99％
有序介孔碳纳米球：固态固体纯度99.99％
γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷：液态液体纯度99.99％
冰乙酸：液态液体纯度99.5％
α-甲基丙烯酸：液态液体纯度98.5％
过硫酸铵：固态固体纯度98％
二苯并噻吩：固态固体纯度98％
氯仿：液态液体纯度99.99％
二甲基丙烯酸乙二醇酯：液态液体纯度99.99％
正己烷：液态液体纯度95％
无水乙醇：液态液体纯度99.7％
去离子水：液态液体纯度99.99％
氮气：气态气体纯度99.99％
(2)有序介孔碳纳米球表面硅烷化修饰
①称取有序介孔碳纳米球0.3g±0.0001g，量取无水乙醇45mL±0.0001mL、去离子水15mL±0.0001mL、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷1mL±0.0001mL、冰乙酸5mL±0.0001mL，加入密闭容器中；
将密闭容器置于超声波分散仪上，进行超声分散，超声波频率40kHz，超声分散时间10min；
②超声分散后将密闭容器置于水浴锅上，水浴锅内加入水浴水，水浴水要淹没水浴锅体积的4/5；
③水浴锅内加入磁子搅拌器；
④将水浴锅置于电加热器上，开启电加热器，加热温度65℃±1℃，加热时间120min；
反应后，停止加热，水浴锅内的反应溶液自然冷却至25℃；
⑤抽滤，将反应溶液置于抽滤瓶上的布氏漏斗中，用三层中速定性滤纸进行抽滤，留存滤饼，弃去滤液；
⑥洗涤、抽滤，将滤饼置于烧杯中，加入无水乙醇100mL，搅拌洗涤10min；
将洗涤液置于抽滤瓶上的布氏漏斗中，用三层中速定性滤纸进行抽滤，留存滤饼，弃去滤液；
⑦干燥，将滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中，干燥温度50℃±1℃，真空度2Pa，干燥时间6h；
干燥后为硅烷化有序介孔碳纳米球；
(3)硅烷化有序介孔碳纳米球的接枝处理
①称取硅烷化有序介孔碳纳米球0.2g±0.0001g、过硫酸铵0.105g±0.0001g，量取α-甲基丙烯酸1mL±0.0001mL、去离子水20mL±0.0001mL，加入三口烧瓶中；
②向三口烧瓶通入氮气，氮气通入速度100cm3/min，通氮时间10min；
③将三口烧瓶置于电加热器上，加热温度72℃±1℃，加热时间24h，得反应溶液；
④停止加热，反应溶液随瓶自然冷却至25℃；
⑤抽滤，将反应溶液置于抽滤瓶上的布氏漏斗中，用三层中速定性滤纸进行抽滤，留存滤饼，弃去滤液；
⑥无水乙醇清洗，将滤饼置于烧杯中，加入无水乙醇100mL，搅拌洗涤10min，得洗涤液；
⑦抽滤，将洗涤液置于抽滤瓶上的布氏漏斗中，用三层中速定性滤纸进行抽滤，留存滤饼，弃去滤液；
⑧真空干燥，将滤饼置于石英容器中，放入真空干燥箱中，干燥温度50℃±1℃，真空度2Pa，干燥时间12h；
干燥后为接枝功能单体有序介孔碳纳米球；
(4)碳基表面分子印迹二维复合膜的制备
碳基表面分子印迹二维复合膜的制备是在单口烧瓶中进行的，是在水浴、加热、磁子搅拌状态下完成的；
①将单口烧瓶置于水浴锅上，并固定；
在单口烧瓶内底部放入磁子搅拌器；
水浴锅内加入水浴水，水浴水要淹没单口烧瓶体积的4/5；
②称取接枝功能单体有序介孔碳纳米球0.05g±0.0001g、二苯并噻吩0.1g±0.0001g，量取氯仿10mL±0.0001mL、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.625mL±0.0001mL，加入单口烧瓶中；
③磁子搅拌器进行搅拌，搅拌时间30min；
④将聚偏氟乙烯微孔滤膜浸入单口烧瓶中；
⑤将单口烧瓶置于电加热器上，进行加热，加热温度50℃±1℃，加热时间10h；
⑥接枝功能单体有序介孔碳纳米球附着在聚偏氟乙烯微孔滤膜上，成碳基表面分子印迹二维复合膜；
⑦反应后停止加热，反应溶液随瓶自然冷却至25℃；
⑧配制溶液，浸泡洗涤；
量取无水乙醇900mL±0.0001mL、冰乙酸100mL±0.0001mL，置于容器中，搅拌成混酸溶液；
将碳基表面分子印迹二维复合膜取出，置于混酸溶液中，浸泡洗涤20min；
⑨真空干燥，将碳基表面分子印迹二维复合膜捞出，置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中，干燥温度50℃±1℃，真空度2Pa，干燥时间12h；
干燥后为碳基表面分子印迹二维复合膜；
⑩配制二苯并噻吩/正己烷检测溶液；
称取二苯并噻吩0.138g±0.0001g，量取正己烷250mL±0.0001mL，置于容量瓶中，震荡搅拌，成0.003mol/L的二苯并噻吩/正己烷溶液；
(5)检测、分析、表征
对制备的碳基表面分子印迹二维复合膜的形貌、色泽、官能团、成分、化学物理性能、吸附性能进行检测、分析、表征；
用扫描电子显微镜进行形貌分析；
用高效气相色谱仪进行溶液浓度分析；
结论：碳基表面分子印迹二维复合膜上覆盖一层黑色物质，微观形貌为接枝功能单体有序介孔碳纳米球，其直径≤130nm，在0.003mol/L的二苯并噻吩/正己烷溶液中吸附量达101.65mg/g；
(6)产物储存
将制备的碳基表面分子印迹二维复合膜储存于透明的玻璃容器内，要防潮、防晒、防酸碱盐侵蚀，储存温度20℃，相对湿度10％。
2.根据权利要求1所述的一种碳基表面分子印迹二维复合膜的制备方法，其特征在于：
电加热器(1)为立式，在电加热器(1)的上部设有水浴锅(2)，在水浴锅(2)上部设有单口烧瓶(3)，由固定架(4)固定；水浴锅(2)内盛放水浴水(5)，水浴水(5)要淹没单口烧瓶(3)体积的4/5；单口烧瓶(3)内盛放功能化有序介孔碳纳米球(6)、混合液(7)、聚偏氟乙烯微孔滤膜(13)；单口烧瓶(3)內底部放置磁子搅拌器(8)；在电加热器(1)上设有显示屏(9)、指示灯(10)、电源开关(11)、加热温度控制器(12)。
CN201811607238.5A 2018-12-27 2018-12-27 一种碳基表面分子印迹二维复合膜的制备方法 Pending CN109589808A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811607238.5A CN109589808A (zh) 2018-12-27 2018-12-27 一种碳基表面分子印迹二维复合膜的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811607238.5A CN109589808A (zh) 2018-12-27 2018-12-27 一种碳基表面分子印迹二维复合膜的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109589808A true CN109589808A (zh) 2019-04-09

Family

ID=65963686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811607238.5A Pending CN109589808A (zh) 2018-12-27 2018-12-27 一种碳基表面分子印迹二维复合膜的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109589808A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111085118A (zh) * 2019-12-09 2020-05-01 太原理工大学 一种聚多巴胺改性聚醚砜印迹复合膜的制备方法
CN111268814A (zh) * 2020-01-07 2020-06-12 昆明理工大学 一种组合多孔碳纳米球基表面分子印迹滤料和超滤分子印迹膜的蒽环类抗生素废水处理方法
CN115090001A (zh) * 2022-07-04 2022-09-23 昆明理工大学 一种适用于颗粒材料搅拌萃取的萃取装置及其使用方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104291314A (zh) * 2014-09-26 2015-01-21 太原理工大学 一种介孔印迹碳纳米球的制备方法
CN107469653A (zh) * 2017-08-16 2017-12-15 江苏大学 一种富集和分离诺氟沙星的分子印迹复合膜的合成方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104291314A (zh) * 2014-09-26 2015-01-21 太原理工大学 一种介孔印迹碳纳米球的制备方法
CN107469653A (zh) * 2017-08-16 2017-12-15 江苏大学 一种富集和分离诺氟沙星的分子印迹复合膜的合成方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
秦蕾: "用于油品深度脱硫的多孔碳基表面二苯并噻吩分子印迹材料", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111085118A (zh) * 2019-12-09 2020-05-01 太原理工大学 一种聚多巴胺改性聚醚砜印迹复合膜的制备方法
CN111085118B (zh) * 2019-12-09 2022-02-25 太原理工大学 一种聚多巴胺改性聚醚砜印迹复合膜的制备方法
CN111268814A (zh) * 2020-01-07 2020-06-12 昆明理工大学 一种组合多孔碳纳米球基表面分子印迹滤料和超滤分子印迹膜的蒽环类抗生素废水处理方法
CN115090001A (zh) * 2022-07-04 2022-09-23 昆明理工大学 一种适用于颗粒材料搅拌萃取的萃取装置及其使用方法
CN115090001B (zh) * 2022-07-04 2023-05-16 昆明理工大学 一种适用于颗粒材料搅拌萃取的萃取装置及其使用方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109589808A (zh) 一种碳基表面分子印迹二维复合膜的制备方法
CN106824104B (zh) 一种复合型重金属吸附剂及其制备方法
CN103332671B (zh) 一种多孔印迹碳纳米球的制备方法
CN108084453A (zh) UiO-66金属有机骨架材料的孔径拓展方法及应用
CN104107562A (zh) 基于水凝胶微结构模板的多功能超疏水涂层
CN105148878B (zh) 一种二氧化硅/氧化石墨烯改性聚氨酯海绵吸附材料的制备方法
CN109608689B (zh) 一种超疏水性海绵及其制备方法与应用
CN106672942B (zh) 一种多孔碳纳米管的制备方法
CN106988017A (zh) 一种用于吸附pm2.5的高吸附性多孔复合薄膜
CN104291314B (zh) 一种介孔印迹碳纳米球的制备方法
CN107913677A (zh) 一种纳米重金属废水离子吸附微球及其制备方法
CN102516581B (zh) 一种印迹碳微球的制备方法
CN105561933A (zh) 一种改性磁性水凝胶重金属离子吸附剂的制备方法
CN104857939A (zh) 用于去除水中重金属镍离子的杂化吸附剂的制备方法
Zhou et al. Biosorption of Methylene Blue from aqueous solution on spent cottonseed hull substrate for Pleurotus ostreatus cultivation
CN114100580A (zh) 具有轻烃吸附功能的复合材料及其制备方法及利用其去除轻烃的方法和应用
CN114405477A (zh) 一种磁性金属-有机骨架材料的合成方法
CN102671644B (zh) 硅胶负载聚合胺、8-羟基喹啉双功能基复合吸附材料及制备方法
CN102977290A (zh) 一种超声辅助制备印迹碳微球的方法
CN107255689B (zh) 一种阵列式动态分散固相萃取装置及萃取方法
CN105801781B (zh) 一种离子印迹磁性碳基吸附材料的制备方法
CN106345429B (zh) 一种甘蔗渣基阴离子吸附剂及其制备方法和用途
CN109771988B (zh) 基于分子印迹技术的邻苯二甲酸二乙酯固相微萃取方法
CN101845125A (zh) 一种碳微球表面分子印迹聚合物的制备方法
CN103877952A (zh) 类软糖状聚硅氧烷吸附材料及其表面改性海绵的制备与应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190409