CN110201648A - 一种硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料的制备方法 - Google Patents

一种硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110201648A
CN110201648A CN201910494288.5A CN201910494288A CN110201648A CN 110201648 A CN110201648 A CN 110201648A CN 201910494288 A CN201910494288 A CN 201910494288A CN 110201648 A CN110201648 A CN 110201648A
Authority
CN
China
Prior art keywords
diatomite
ion
adsorbent material
aqueous solution
water
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
CN201910494288.5A
Other languages
English (en)
Inventor
杨勤桃
解庆林
陈南春
代俊峰
曾鸿鹄
梁延鹏
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.)
Guilin University of Technology
Original Assignee
Guilin 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 Guilin University of Technology filed Critical Guilin University of Technology
Priority to CN201910494288.5A priority Critical patent/CN110201648A/zh
Publication of CN110201648A publication Critical patent/CN110201648A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B01J20/268—Polymers created by use of a template, e.g. molecularly imprinted 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
    • B01J20/28002—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 physical properties
    • B01J20/28011—Other properties, e.g. density, crush strength
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/285—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using synthetic organic sorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/103—Arsenic compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料的制备方法。该方法通过采用预吸附‑后交联聚合的表面印迹法，将壳聚糖对As（Ⅴ）离子进行预吸附，再依次加入硅藻土、γ‑（2,3‑环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷和环氧氯丙烷进行交联聚合反应12~18h，经干燥‑洗脱‑干燥，制得硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料，并用于水溶液中As（Ⅴ）离子的选择性去除。本发明制备的硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料成本低、环保、对模板离子具有高选择性、高识别性。

Description

一种硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料的制备方法
技术领域
本发明属于环境功能材料制备技术领域，具体涉及一种硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料的制备方法。
背景技术
As（Ⅴ）离子具有高毒性，对水生生物和人体易产生富集作用，导致致畸、致癌、致突变的“三致”危害。传统的治理方法中大都采用吸附法，具有成本低、操作简单的优势，但对目标离子缺乏针对性、盲目性大，因此研究开发一种对目标离子具有选择性分离的吸附材料显得尤其重要。
离子印迹技术是当前制备高选择性材料的主要方法之一，印迹材料的传统制备方法是将模板离子、功能单体、交联剂、引发剂等按一定比例溶解于溶剂中，得到块状的聚合物，经模板离子的洗脱去除，研磨过筛，得到粒径均一的印迹颗粒。该方法所需装置简单、适用性强，但也存在一些问题：（1）模板离子包埋过深，不易洗脱；（2）印迹位点分布不均，传质速率下降；（3）研磨破环印迹位点，模板离子选择性下降。表面离子印迹是将识别位点建立在一种良好可接近性的基质材料表面，可以很好的解决以上传统印迹聚合的缺陷，有利于提高印迹材料对模板离子的选择性和识别性。
硅藻土是一种天然矿产资源，具有价格低廉、无毒无害、疏松多孔、大比表面积等优点，其中硅藻表面具有丰富的羟基，可供化学修饰改性，是理想的印迹支持体。利用硅藻土作为印迹基底合成的表面印迹吸附材料既具有对模板离子高选择性、高识别性，又具有低成本、环保的优势。
发明内容
本发明的目的是提供一种硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料的制备方法。该方法成本低、环保、对目标离子具有高选择性、高识别性，目标离子为As（Ⅴ）离子。
具体步骤为：
（1）预吸附：将壳聚糖、十二水砷酸钠和甲醇水溶液按比例混合，用乙酸调节混合液pH值至3.5~5.5，超声分散均匀，室温下以300~400rpm的转速磁力搅拌30min，制得As（Ⅴ）吸附溶液。
（2）交联聚合：将硅藻土、γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷和环氧氯丙烷按比例依次加入到步骤（1）制得的As（Ⅴ）吸附溶液中，并在70℃恒温水浴中以400~500rpm的转速搅拌12~18h，取出冷却、洗涤、过滤，制得复合物。
（3）干燥-洗脱-干燥：将步骤（2）制得的复合物在60℃真空干燥12h，取出后，用0.5mol/L的氢氧化钠水溶液对复合物进行洗脱，直至洗脱液检测不出As（Ⅴ），过滤，继续在60℃真空干燥12h， 过100~300目筛，即制得硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料。
所述步骤（1）中壳聚糖、十二水砷酸钠和甲醇水溶液的比例是质量/质量/体积比，具体为1g:0.1~0.2g:2.0~2.5L，其中壳聚糖的脱乙酰度≥95%，甲醇水溶液中甲醇与水的体积比为9:1。
所述步骤（2）中硅藻土、γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷和环氧氯丙烷的比例是质量/体积/体积比，具体为1g:2mL:0.4mL，其中硅藻土的SiO2含量≥75%。
所述步骤（2）中的洗涤是指用体积比为1:1的甲醇/水混合液洗去复合物表面的未反应物。
本发明的有益效果：本发明制备的硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料，采用预吸附-后交联聚合的表面印迹法，将As（Ⅴ）离子印迹聚合物接枝在硅藻土表面，制得的离子印迹吸附材料对As（Ⅴ）离子具有高选择性和高识别性，且环保、成本低廉。
附图说明
图1是本发明实施例中制得的硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料和对比例中制得的硅藻土表面非印迹吸附材料对目标As（Ⅴ）离子的吸附性能对比。
图2是本发明实施例中制得的硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料和对比例中制得的硅藻土表面非印迹吸附材料对As（Ⅴ）、NO3 -、SO4 2-、HPO4 2-的吸附性能对比。
具体实施方式
实施例：
（1）预吸附：将壳聚糖、十二水砷酸钠和甲醇水溶液按比例为1:0.15:2.25（g/g/L）混合，用乙酸调节混合液pH值至4.0，超声分散均匀，室温下400rpm磁力搅拌30min，即得As（Ⅴ）吸附溶液。
（2）交联聚合：将硅藻土、γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷和环氧氯丙烷按比例为1:2:0.4（g/ mL /mL）依次加入到步骤（1）制得的As（Ⅴ）吸附溶液中，并在70℃恒温水浴中450rpm搅拌16h，取出冷却后，用体积比为1:1的甲醇/水混合液洗去复合物表面未反应物，过滤，即得复合物。
（3）干燥-洗脱-干燥：将步骤（2）制得的复合物在60℃真空干燥12h，取出后，用0.5mol/L的氢氧化钠水溶液对复合物进行洗脱，直至洗脱液检测不出As（Ⅴ），过滤，继续在60℃真空干燥12h， 过200目筛，即制得硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料。
步骤（1）中壳聚糖的脱乙酰度≥95%，甲醇水溶液中甲醇与水的体积比为9:1。
步骤（2）中硅藻土的SiO2含量≥75%。
对比例：
其余制备步骤均与实施例1相同，只是步骤（1）中不再加入十二水砷酸钠，制得硅藻土表面非印迹吸附材料。
吸附实验：
取25mL初始浓度分别为10、20、30、60、80、100、150、200、500、1000umol/L的As（Ⅴ）溶液加入到锥形瓶中，分别投加0.01g硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料和硅藻土表面非印迹吸附材料，将测试溶液置于25℃、150rpm恒温振动摇床中震荡12h，取上清液过滤，上机测定，计算出吸附容量，从图1可知，印迹吸附材料的饱和吸附容量为522.72umol/g明显高于非印迹吸附材料的187.89umol/g，证实印迹吸附材料存在大量的印迹空穴，显示出优良的选择性。
选择NO3 -、SO4 2-、HPO4 2-为竞争吸附离子，分别配置离子浓度为200umol/L溶液，取25mL配置好的溶液加入锥形瓶中，分别加入0.01g硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料和硅藻土表面非印迹吸附材料，将测试溶液置于25℃、150rpm恒温振动摇床中震荡12h，取上清液过滤，上机测定，计算出吸附容量，从图2可知，印迹吸附材料对As（Ⅴ）离子有显著的特异性识别，吸附容量明显高于其他竞争离子。

Claims (1)

1.一种硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：
（1）预吸附：将壳聚糖、十二水砷酸钠和甲醇水溶液按比例混合，用乙酸调节混合液pH值至3.5~5.5，超声分散均匀，室温下以300~400rpm的转速磁力搅拌30min，制得As（Ⅴ）吸附溶液；
（2）交联聚合：将硅藻土、γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷和环氧氯丙烷按比例依次加入到步骤（1）制得的As（Ⅴ）吸附溶液中，并在70℃恒温水浴中以400~500rpm的转速搅拌12~18h，取出冷却、洗涤、过滤，制得复合物；
（3）干燥-洗脱-干燥：将步骤（2）制得的复合物在60℃真空干燥12h，取出后，用0.5mol/L的氢氧化钠水溶液对复合物进行洗脱，直至洗脱液检测不出As（Ⅴ），过滤，继续在60℃真空干燥12h， 过100~300目筛，即制得硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料；
所述步骤（1）中壳聚糖、十二水砷酸钠和甲醇水溶液的比例是质量/质量/体积比，具体为1g:0.1~0.2g:2.0~2.5L，其中壳聚糖的脱乙酰度≥95%，甲醇水溶液中甲醇与水的体积比为9:1；
所述步骤（2）中硅藻土、γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷和环氧氯丙烷的比例是质量/体积/体积比，具体为1g:2mL:0.4mL，其中硅藻土的SiO2含量≥75%；
所述步骤（2）中的洗涤是指用体积比为1:1的甲醇/水混合液洗去复合物表面的未反应物。
CN201910494288.5A 2019-06-09 2019-06-09 一种硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料的制备方法 Pending CN110201648A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910494288.5A CN110201648A (zh) 2019-06-09 2019-06-09 一种硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910494288.5A CN110201648A (zh) 2019-06-09 2019-06-09 一种硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110201648A true CN110201648A (zh) 2019-09-06

Family

ID=67791467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910494288.5A Pending CN110201648A (zh) 2019-06-09 2019-06-09 一种硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110201648A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111760561A (zh) * 2020-07-23 2020-10-13 桂林理工大学 一种基于MCM-41分子筛表面的As(Ⅲ)离子印迹材料的制备方法
CN113856649A (zh) * 2021-10-09 2021-12-31 上海理工大学 一种硅基介孔五价砷阴离子印迹聚合物的制备方法
CN115739048A (zh) * 2022-11-17 2023-03-07 广西师范大学 一种正砷酸根离子印迹材料及其制备方法和应用

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005213309A (ja) * 2004-01-28 2005-08-11 Seiichi Manabe 食用油の再生方法と再生装置
NO20100436A1 (no) * 2010-03-24 2011-09-26 Dag Arntsen Fremgangsmate for fjerning av forurensninger fra vann
CN103613720A (zh) * 2013-11-20 2014-03-05 东南大学 针对双酚a的硅烷偶联剂改性凹凸棒石表面分子印迹材料的制备方法
CN105664894A (zh) * 2016-01-25 2016-06-15 扬州大学 一种选择性去除水体正三价砷的净化材料的制备方法
CN106111078A (zh) * 2016-06-30 2016-11-16 安徽建筑大学 一种掺混改性壳聚糖微球的高灵敏度选择性炭化秸秆/硅藻土分子筛除锰吸附剂
CN106311162A (zh) * 2016-09-26 2017-01-11 桂林理工大学 一种壳聚糖改性介孔硅藻的制备方法及其应用
CN108837813A (zh) * 2018-06-27 2018-11-20 桂林理工大学 一种介孔硅藻As(V)离子表面印迹材料的制备方法和应用
CN109364893A (zh) * 2018-11-19 2019-02-22 桂林理工大学 一种基于壳聚糖修饰硅藻As(V)离子印迹材料及其制备方法和应用

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005213309A (ja) * 2004-01-28 2005-08-11 Seiichi Manabe 食用油の再生方法と再生装置
NO20100436A1 (no) * 2010-03-24 2011-09-26 Dag Arntsen Fremgangsmate for fjerning av forurensninger fra vann
WO2011119043A1 (en) * 2010-03-24 2011-09-29 Dag Arntsen Method for removal of contaminations from water
CN103613720A (zh) * 2013-11-20 2014-03-05 东南大学 针对双酚a的硅烷偶联剂改性凹凸棒石表面分子印迹材料的制备方法
CN105664894A (zh) * 2016-01-25 2016-06-15 扬州大学 一种选择性去除水体正三价砷的净化材料的制备方法
CN106111078A (zh) * 2016-06-30 2016-11-16 安徽建筑大学 一种掺混改性壳聚糖微球的高灵敏度选择性炭化秸秆/硅藻土分子筛除锰吸附剂
CN106311162A (zh) * 2016-09-26 2017-01-11 桂林理工大学 一种壳聚糖改性介孔硅藻的制备方法及其应用
CN108837813A (zh) * 2018-06-27 2018-11-20 桂林理工大学 一种介孔硅藻As(V)离子表面印迹材料的制备方法和应用
CN109364893A (zh) * 2018-11-19 2019-02-22 桂林理工大学 一种基于壳聚糖修饰硅藻As(V)离子印迹材料及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WEI JIANG ET AL.: ""Synthesis and Properties of Surface Molecular Imprinting Adsorbent for Removal of Pb2+"", 《APPL BIOCHEM BIOTECHNOL》 *
梁效铭 等: ""氨基化硅藻基As(V)印迹复合材料的制备与性能"", 《无机化学学报》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111760561A (zh) * 2020-07-23 2020-10-13 桂林理工大学 一种基于MCM-41分子筛表面的As(Ⅲ)离子印迹材料的制备方法
CN113856649A (zh) * 2021-10-09 2021-12-31 上海理工大学 一种硅基介孔五价砷阴离子印迹聚合物的制备方法
CN113856649B (zh) * 2021-10-09 2024-01-12 上海理工大学 一种硅基介孔五价砷阴离子印迹聚合物的制备方法
CN115739048A (zh) * 2022-11-17 2023-03-07 广西师范大学 一种正砷酸根离子印迹材料及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110201648A (zh) 一种硅藻土表面As（Ⅴ）离子印迹吸附材料的制备方法
CN103285838B (zh) 一种用于工业废水处理的功能磁性吸附剂的制备方法
CN102188957B (zh) 聚乙烯亚胺修饰的磁性多孔吸附剂及其制备方法和应用
CN105611996A (zh) 用于结合金属的吸附剂及其生产
CN102527349B (zh) 磁性复合材料表面印迹温敏吸附剂及其制备方法和应用
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
CN101759809B (zh) 一种二硫代氨基甲酸基改性多孔淀粉的制备方法
CN111068632A (zh) 一种铅离子复合吸附剂及其制备方法
CN104592449A (zh) 一种智能水凝胶及其制备方法与应用
CN104163921B (zh) 一种介孔硅复合铅离子印迹聚合物的制备方法及应用
CN106964322A (zh) 一种硼酸功能化多孔吸附剂的制备方法
CN102068965A (zh) 一种适于蛋白纯化的壳聚糖分离介质的制备方法
CN106311185A (zh) 一种聚乙烯醇/氨基硅烷化氧化石墨烯大孔复合球及其制备方法和应用
CN108295820A (zh) 一种植物纤维基吸附材料的制备方法及其应用
CN105153367A (zh) 一种双氰胺介孔表面分子印迹聚合物微球的制备方法
CN106256414B (zh) 一种选择性分离金属离子的中空纤维膜组件的制备方法
CN106362703B (zh) 改性卡拉胶-壳聚糖聚电解质微球及其制备方法和用途
CN110201650A (zh) 一种硅藻土基Cr（Ⅵ）离子印迹吸附材料的制备方法
CN110354827A (zh) 一种磁性水凝胶吸附材料的合成方法
CN102603965B (zh) 一种温敏性离子印迹凝胶的制备方法
CN110201651A (zh) 一种硅藻土基Cr（Ⅲ）离子印迹吸附材料的制备方法
CN106700088A (zh) 一种Pd离子印迹硅胶吸附剂的制备方法及其应用
CN106046279A (zh) 多壁碳纳米管表面全氟辛酸分子印迹聚合物的制备方法
CN110201649A (zh) 一种硅藻土表面As（Ⅲ）离子印迹吸附材料的制备方法
CN108003287A (zh) 一种基于丙烯酰胺族金属螯合单体的蛋白亲和印迹水凝胶聚合物的制备方法

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
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190906