CN117225384A - 一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117225384A CN117225384A CN202311504063.6A CN202311504063A CN117225384A CN 117225384 A CN117225384 A CN 117225384A CN 202311504063 A CN202311504063 A CN 202311504063A CN 117225384 A CN117225384 A CN 117225384A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- formaldehyde
- noble metal
- composite material
- ultrasonic
- drying
- 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.)
- Granted
Links
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 189
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N oxalonitrile Chemical compound N#CC#N JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 27
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- -1 amine compound Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 8
- RGKRCYWSKVINLL-UHFFFAOYSA-N acetic acid benzene Chemical compound CC(O)=O.CC(O)=O.C1=CC=CC=C1 RGKRCYWSKVINLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 27
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 20
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 12
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 9
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 8
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 6
- NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diamine Chemical compound NCCCCCCN NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims description 6
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 4
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MMEDJBFVJUFIDD-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(carboxymethyl)phenyl]acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC=C1CC(O)=O MMEDJBFVJUFIDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SLWIPPZWFZGHEU-UHFFFAOYSA-N 2-[4-(carboxymethyl)phenyl]acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=C(CC(O)=O)C=C1 SLWIPPZWFZGHEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GDYYIJNDPMFMTB-UHFFFAOYSA-N 2-[3-(carboxymethyl)phenyl]acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(CC(O)=O)=C1 GDYYIJNDPMFMTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GSNUFIFRDBKVIE-UHFFFAOYSA-N DMF Natural products CC1=CC=C(C)O1 GSNUFIFRDBKVIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 claims description 2
- AOHJOMMDDJHIJH-UHFFFAOYSA-N propylenediamine Chemical compound CC(N)CN AOHJOMMDDJHIJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000000352 supercritical drying Methods 0.000 claims description 2
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 abstract description 3
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 abstract description 2
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 abstract description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 4
- WLJVXDMOQOGPHL-UHFFFAOYSA-N phenylacetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC=C1 WLJVXDMOQOGPHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 3
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 150000001728 carbonyl compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229960003424 phenylacetic acid Drugs 0.000 description 2
- 239000003279 phenylacetic acid Substances 0.000 description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 125000004029 hydroxymethyl group Chemical group [H]OC([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料及其制备方法和应用，尤其涉及甲醛和贵金属吸附技术领域，由原材料硫、二(三)胺化合物、苯二乙酸和氮化碳(g‑C3N4)以摩尔比1～4：0.5～2：0.5～2：1，同时添加到超声微波两用反应器中，加入有机溶剂，超声0.1~1h，原材料混合均匀后，进行微波加热反应，醇清洗，干燥，干燥后获得吸附甲醛和贵金属复合材料。氮化碳(g‑C3N4)与含S和N聚合物功能化结合后，氮化碳变得更加分散，缺陷胺基更加丰富，复合材料功能发生叠加协同效应，使得材料可以与贵金属表现出更强配位作用，吸附贵金属能力更强；材料表面上增加N和S等杂原子，增强对甲醛中羰基碳正离子的静电吸引力，从而提高甲醛吸附速度和平衡吸附量。
Description
技术领域
本发明属于甲醛和贵金属吸附技术领域，具体涉及在超声微波两用反应器中，高效制备吸附甲醛和贵金属复合材料的方法和应用技术，尤其是一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着时代的发展和科技的进步，由于大量不可再生自然资源的不断消耗，特别是贵重金属的开采及应用，如何回收尾矿或工业废液/废气中的贵金属对于社会的可持续发展及节约不可再生自然资源具有重要的社会及经济意义。甲醛是一种严重危害人类身体健康的化学污染物，过量的甲醛吸入会诱发人体的多种器官和系统产生病变导致一系列疾病的出现。在室内装修时使用含甲醛的材料以及家具不可避免地导致室内甲醛含量超标，如何经济高效的去除室内游离甲醛成为人们急需解决的问题。
目前甲醛的去除方法主要有吸附法、金属催化氧化法、光催化降解法、生物去除法，其中吸附法操作简单、适用性强，是治理室内甲醛最常用且极具发展前景的方法。然而常用的甲醛吸附剂如普通碳材料，活性炭、石墨烯等，吸附容量不够高，很容易达到饱和，且容易受到外界温度、湿度以及压力的影响而脱附造成二次污染。而像金属有机框架和多孔有机聚合物等新型吸附材料所需的复杂制备工艺与制备成本，则成为了限制其在甲醛去除领域发展的重要因素。
除甲醛一个很重要的方法就是化学吸附法--氨基酸除甲醛，是利用氨基酸中的氨基(R-NH-R)和甲醛发生发应，从而将甲醛分解成羟甲基衍生物和水等对人体无害的物质，以达到安全除甲醛的目的。根据硬-软-酸碱理论，硫（S）和氮（N）是软给体，可以为金属离子提供高亲和力。材料中含硫和氮的官能团，可以与贵金属表现出强配位作用，从而达到吸附贵金属的目的。
目前除甲醛或者吸附贵金属的材料，一般有机溶剂或强碱作为溶剂对碳材料掺杂，但工艺中使用昂贵掺杂剂，且易产生有毒废弃物。有的工艺中需使用高温高压等严苛条件。有的工艺采用先碳化后功能化等方法，过程较繁杂。目前并未有同时用于甲醛和贵金属吸附材料的研究报导，因此，急需一种能够高效去除室内游离甲醛、且能够同时用于甲醛和贵金属吸附材料的复合材料。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种能够高效去除室内游离甲醛的高效吸附甲醛和贵金属复合材料及其制备方法和应用。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料，由原材料硫、二(三)胺化合物、苯二乙酸和氮化碳(g-C3N4)以摩尔比1～4：0.5～2：0.5～2：1，同时添加到超声微波两用反应器中，加入有机溶剂，超声0.1~1h，原材料混合均匀后，进行微波加热反应，有机溶剂清洗，醇清洗，干燥，干燥后获得吸附甲醛和贵金属复合材料。
一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、分别取尿素和柠檬酸钠的固体，加入超声微波两用反应器中，混合物进行充分搅拌混合均匀后，在180～250℃下热处理1～4h，（优选200℃， 1小时）所得产物进行洗涤并用纯水透析24h，即得氮化碳(g-C3N4)；
S2、分别取硫、二(三)胺化合物和苯二乙酸，与步骤S1中制备的氮化碳(g-C3N4)同时放入超声微波两用反应器中，加入溶剂进行超声溶解；
S3、超声溶解0.1～1h后，开启微波加热，恒速升温至80℃~150℃，然后进行恒温保持1~6h；
S4、反应完成后，自然冷却至室温，有机溶剂清洗，离心，再醇清洗离心后得沉淀物，将所得沉淀物干燥6～30h，即得吸附甲醛和贵金属复合材料。
优选地，在所述步骤S1中，所述的混合物的处理温度优选为230℃。
优选地，在所述步骤S2中，所述的硫可以是升华硫和单质硫的任一一种，更优选为升华硫。
优选地，在所述步骤S2中，所述的二(三)胺化合物可以是尿素、硫脲，三聚氰胺，乙二胺，丙二胺，丁二安，戊二胺，己二胺中的任一一种，更优选为三聚氰胺。
优选地，在所述步骤S2中，所述的苯二乙酸可以是1，2-苯二乙酸，1，3-苯二乙酸，1，4-苯二乙酸中的任一一种，更优选为1，4-苯二乙酸。
优选地，在所述步骤S2中，所述的硫、二(三)胺化合物、苯二乙酸与氮化碳(g-C3N4)的摩尔比为1～4：0.5～2：0.5～2：1，更优选摩尔比为2：0.8：1：1。
优选地，在所述步骤S2中，所述的加入溶剂可以是乙醇，乙二醇，DMF，DMSO的任一一种，更优选为DMSO。
优选地，在所述步骤S3中，超声溶解的时间更优选为0.4～0.6h。
优选地，在所述步骤S3中，微波加热的反应温度优选为80℃~150℃，更优选为90-110℃。
优选地，在所述步骤S3中，微波加热的反应时间优选为1~6h，更优选为3-4h。
优选地，在所述步骤S4中，所述的醇优选为甲醇和乙醇。
优选地，在所述步骤S4中，干燥的条件优选为冷冻干燥和超临界干燥，更优选为冷冻干燥。
优选地，所述的超声微波两用反应器具有微波、超声波、紫外光、电动搅拌、磁力搅拌等多种催化方式任一组合。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明中所采用的基础化工产品为原材料，通过超声微波辅助合成富含氮硫的吸附甲醛和贵金属复合材料，所使用的设备较简单、反应条件温和，且过程的安全性较高；在制备过程中不需要使用任何催化剂，利用超声微波两用反应器降低了制备过程的复杂性，有效缩短了反应时间和提高目标产物的收率；并且该方法操作稳定性较好、不对环境产生污染，符合环保和经济性原则，故比较适合工业化推广。
2、本发明采用一锅法方式，将市售的硫、二(三)胺化合物、苯二乙酸和氮化碳(g-C3N4)以一定的质量比一起添加到超声微波两用反应器中，在适量有机溶剂和一定温度下反应一段时间，即可得到吸附甲醛和贵金属复合材料，氮化碳(g-C3N4)与含S和N聚合物功能化结合后，氮化碳变得更加分散，缺陷胺基更加丰富，复合材料功能发生叠加协同效应，使得材料可以与贵金属表现出更强配位作用，吸附贵金属能力更强；材料表面上增加N和S等杂原子，增大了材料表面电子云密度，增强对甲醛中羰基碳正离子的静电吸引力，从而提高甲醛吸附速度和平衡吸附量。
3、本发明以常规化工原料为碳源、硫源和氮源，在超声微波作用下，通过温和反应条件得到富含氮硫的功能材料，合成了氮硫功能化氮化碳材料，通过叠加协同效应，可以大幅提高材料的吸附能力。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料，由原材料硫、二(三)胺化合物、苯二乙酸和氮化碳(g-C3N4)以摩尔比1～4：0.5～2：0.5～2：1，同时添加到超声微波两用反应器中，加入有机溶剂，超声0.1~1h，原材料混合均匀后，进行微波加热反应，有机溶剂清洗，醇清洗，干燥，干燥后获得吸附甲醛和贵金属复合材料。所述氮化碳(g-C3N4)为石墨相氮化碳。
一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、分别取尿素和柠檬酸钠的固体，加入超声微波两用反应器中，混合物进行充分搅拌混合均匀后，在180～250℃下热处理1～4h，所得产物进行洗涤并用纯水透析24h，即得氮化碳(g-C3N4)；
S2、分别取硫、二(三)胺化合物和苯二乙酸，与步骤S1中制备的氮化碳(g-C3N4)同时放入超声微波两用反应器中，加入溶剂进行超声溶解；
S3、超声溶解0.1～1h后，开启微波加热，恒速升温至80℃~150℃，然后进行恒温保持1~6h；
S4、反应完成后，自然冷却至室温，有机溶剂清洗，离心，再醇清洗离心后得沉淀物，将所得沉淀物干燥6～30h，即得吸附甲醛和贵金属复合材料。
实施例1
一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、分别取尿素和柠檬酸钠的固体，加入超声微波两用反应器中，混合物进行充分搅拌混合均匀后，在230℃下热处理3h，所得产物进行洗涤并用纯水透析24h，即得氮化碳(g-C3N4)；
S2、精确称量4.0克升华硫、5.0三聚氰胺、12克1，4-苯二乙酸、2克g-C3N4和50mlDMSO，同时放入超声微波两用反应器中，并加入机械搅拌，超声溶解30分钟；
S3、开启微波加热，设定加热温度为110℃，加热速率为5℃/min，反应器温度恒定后，保持4小时；
S4、反应结束后，自然冷却至室温，混合物中加入100ml DMF，所得混合物进行离心分离，将所得沉淀物用甲醇洗涤5次后，冷冻干燥6小时，冷冻温度为-10℃，即可获得目标产物—吸附甲醛和贵金属复合材料。
目标产物总收率为90.5%。
所述反应式如下：
实施例2
一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、分别取尿素和柠檬酸钠的固体，加入超声微波两用反应器中，混合物进行充分搅拌混合均匀后，在230℃下热处理3h，所得产物进行洗涤并用纯水透析24h，即得氮化碳(g-C3N4)；
S2、精确称量8.0克单质硫、9.6克己二胺、24克1，3-苯二乙酸、4克g-C3N4和100mlDMSO，同时放入超声微波两用反应器中，并加入机械搅拌，超声溶解20分钟；
S3、开启微波加热，设定加热温度为115℃，加热速率为5℃/min，反应器温度恒定后，保持3小时；
S4、反应结束后，自然冷却至室温，混合物中加入100ml 乙二醇，所得混合物进行离心分离，将所得沉淀物用甲醇洗涤4次后，冷冻干燥8小时，冷冻温度为-5℃，即可获得目标产物—吸附甲醛和贵金属复合材料。
目标产物总收率为94.5%。
所述反应式如下：
实施例3
一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、分别取尿素和柠檬酸钠的固体，加入超声微波两用反应器中，混合物进行充分搅拌混合均匀后，在230℃下热处理3h，所得产物进行洗涤并用纯水透析24h，即得氮化碳(g-C3N4)；
S2、精确称量2.0克单质硫、5.1克硫脲、6克1,4-苯二乙酸、1克g-C3N4和20ml DMSO，同时放入超声微波两用反应器中，并加入机械搅拌，超声溶解40分钟；
S3、开启微波加热，设定加热温度为116℃，加热速率为5℃/min，反应器温度恒定后，保持2.5小时；
S4、反应结束后，自然冷却至室温，混合物中加入50ml乙二醇，所得混合物进行离心分离，将所得沉淀物用甲醇洗涤6次后，冷冻干燥7小时，冷冻温度为-8℃，即可获得目标产物—吸附甲醛和贵金属复合材料。
目标产物总收率为93.8%。
所述反应式如下：
实验例1
甲醛吸附实验：
将10g实施例1～3得到的功能树脂分别装柱，将甲醛浓度为40mg/m3的空气以30mL/min的流速流经树脂柱，捕集出口处的羰基化合物，参照GB/T9733-2008测定各羰基化合物的浓度。当出口甲醛浓度达到0.5mg/m3空气时定义为泄露体积，通过泄露体积计算得到各个复合材料对甲醛的吸附量，单位为mg/g。
结果如表1所示。
表1为甲醛吸附量结果
胺基去除甲醛的反应机理如下：
实验例2
黄金吸附实验：
称取50 mg例1～3得到的功能树脂移入容量为150 ml的烧杯中，再将50 ml的浓度为100ppm的黄金离子Au3+溶液加入到烧杯中，在恒温水浴锅中以120 r min-1的频率振荡120分钟，过滤，对滤液中的Au3+浓度进行测量。采用原子吸收分光光度计（火焰法）测定Au3+离子浓度，复合材料的吸附容量按以下式计算。
Q=(C0-Ce)*V/Mm
其中：Q为吸附容量，mmol·g-1，C0为离子的初始浓度，mg·ml-1；Ce为吸附平衡时浓度，mg·ml-1；V为溶液体积，ml；M为金属离子的摩尔质量，g·mol-1；m为功能树脂，g。
结果如表2所示。
表2为黄金吸附率结果
尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。
Claims (10)
1.一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料，其特征在于：由原材料硫、二(三)胺化合物、苯二乙酸和氮化碳(g-C3N4)以摩尔比1～4：0.5～2：0.5～2：1，同时添加到超声微波两用反应器中，加入有机溶剂，超声0.1~1h，原材料混合均匀后，进行微波加热反应，有机溶剂清洗，醇清洗，干燥，干燥后获得吸附甲醛和贵金属复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料，其特征在于：所述的硫为升华硫或单质硫。
3.根据权利要求1所述的一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料，其特征在于：所述的二(三)胺化合物为尿素，硫脲，三聚氰胺，乙二胺，丙二胺，丁二安，戊二胺，己二胺中的一种或至少两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料，其特征在于：所述的苯二乙酸为1，2-苯二乙酸，1，3-苯二乙酸，1，4-苯二乙酸中的一种或至少两种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料，其特征在于：所述的有机溶剂为乙醇，乙二醇，DMF，DMSO的一种或至少两种的混合物。
6.权利要求1-5所述的任意一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、分别取尿素和柠檬酸钠的固体，加入超声微波两用反应器中，混合物进行充分搅拌混合均匀后，在180～250℃下热处理1～4h，所得产物进行洗涤并用纯水透析24h，即得氮化碳(g-C3N4)；
S2、分别取硫、二(三)胺化合物和苯二乙酸，与步骤S1中制备的氮化碳(g-C3N4)同时放入超声微波两用反应器中，加入溶剂进行超声溶解；
S3、超声溶解0.1～1h后，开启微波加热，恒速升温至80℃~150℃，然后进行恒温保持1~6h；
S4、反应完成后，自然冷却至室温，有机溶剂清洗，离心，再醇清洗离心后得沉淀物，将所得沉淀物干燥6～30h，即得吸附甲醛和贵金属复合材料。
7.根据权利要求6所述的一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤S4中，所述的醇为甲醇或乙醇。
8.根据权利要求6所述的一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤S4中，干燥的条件为冷冻干燥或超临界干燥。
9.根据权利要求6所述的一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料的制备方法，其特征在于：所述的超声微波两用反应器具有微波、超声波、紫外光、电动搅拌、磁力搅拌功能。
10.根据权利要求1-5任意一项所述的高效吸附甲醛和贵金属复合材料作为吸附甲醛和贵金属制剂、制品的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311504063.6A CN117225384B (zh) | 2023-11-13 | 2023-11-13 | 一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311504063.6A CN117225384B (zh) | 2023-11-13 | 2023-11-13 | 一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117225384A true CN117225384A (zh) | 2023-12-15 |
| CN117225384B CN117225384B (zh) | 2024-02-09 |
Family
ID=89095253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311504063.6A Active CN117225384B (zh) | 2023-11-13 | 2023-11-13 | 一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117225384B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114685801A (zh) * | 2022-03-08 | 2022-07-01 | 清华大学 | 一种贵金属回收有机聚合物及其制备方法和应用 |
| CN116534812A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-08-04 | 青岛农业大学 | 一种荧光石墨相氮化碳量子点、其制备方法及应用 |
-
2023
- 2023-11-13 CN CN202311504063.6A patent/CN117225384B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114685801A (zh) * | 2022-03-08 | 2022-07-01 | 清华大学 | 一种贵金属回收有机聚合物及其制备方法和应用 |
| CN116534812A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-08-04 | 青岛农业大学 | 一种荧光石墨相氮化碳量子点、其制备方法及应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| XIAOHUA XU ETAL.: "Novel "on–off" fluorescence sensing for rapid and accurate determination of Cr3+ based on g-CNQDs", 《RSC ADVANCES》, pages 28550 - 28559 * |
| 比朗智能化仪器设备生产商: "超声波微波反应器的优点和应用范围", Retrieved from the Internet <URL:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1774547636908002820&wfr=spider&for=pc> * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117225384B (zh) | 2024-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101357325B (zh) | 一种含偕胺肟基和羧基的球形纤维素螯合吸附剂及其制备方法 | |
| Dapaah et al. | Adsorption of organic compounds from aqueous solution by pyridine-2-carboxaldehyde grafted MIL-101 (Cr)-NH2 metal-organic frameworks | |
| CN105107467A (zh) | 一类利用后修饰改性MIL-101(Cr)吸附剂的制备及其新用途 | |
| CN104923166B (zh) | 一种微孔Fe‑N‑MOF材料及其制备方法和应用 | |
| CN111686694B (zh) | Mil-101材料的制备方法和应用 | |
| CN106279698B (zh) | 一种2,4-二硝基苯酚表面分子印迹聚合物及其制备方法和应用 | |
| CN114920907B (zh) | 一种氨基化多孔芳香骨架类化合物及其制备方法和应用 | |
| CN115090332B (zh) | 一种可在高盐废水中可见光催化去除有机污染物的MOFs光催化剂及制备方法与应用 | |
| CN112169769B (zh) | 一种氨基/巯基共改性MIL-101(Fe)吸附剂的制备方法及其产品和应用 | |
| CN109876774B (zh) | 一种处理染料污水的吸附材料及其制备方法 | |
| CN113926426A (zh) | 一种功能化介孔炭吸附废水中邻苯二甲酸酯污染物的方法 | |
| CN114395138A (zh) | 一种高比表面积且水稳定的微孔铝基金属有机框架材料的制备方法 | |
| CN106984137B (zh) | 一种可快速相分离的吸收co2的聚氨基酸离子液体型相分离吸收剂的制备及其使用方法 | |
| CN115490879A (zh) | 一种EDTA修饰的UIO-66(Zr)金属有机框架材料及其制备方法和应用 | |
| CN111001397A (zh) | 微波辅助一锅法合成β环糊精共轭生物炭的方法及其应用 | |
| CN117225384B (zh) | 一种高效吸附甲醛和贵金属复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN101053823A (zh) | 聚间苯二胺用作汞离子吸附剂 | |
| CN114479109B (zh) | 一种含n、s金属有机框架材料的制备及应用 | |
| CN106592214A (zh) | 一种两性离子交换纤维的制备方法 | |
| CN110394146A (zh) | 一种钯离子吸附材料的制备方法及其产品 | |
| CN112934201B (zh) | 一种复合废气吸附材料及其制备方法 | |
| CN1204055C (zh) | 一种净水剂及制备方法 | |
| CN112645994B (zh) | 一种红景天苷的提取工艺 | |
| CN112547016B (zh) | 氧化石墨烯复合材料及其制备方法与应用 | |
| Wang et al. | Radiation synthesized carboxyl-functionalized covalent organic framework adsorbent for efficient heavy metal decontamination |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |