一種基于巰基的高效吸附劑的制備方法及應用技術

本發明專利技術屬于吸附劑制備領域，特別涉及一種基于巰基的高效吸附劑的制備方法及應用。本發明專利技術直接從含有有效官能團的巰丙基三甲氧基硅烷MPTMS出發，采用簡單的溶膠?凝膠法、選用普通廉價的化學試劑，制備了具有特定結構的用于去除廢水、廢氣中有毒污染的吸附劑，高效穩定。

Method for preparing efficient adsorbent based on sulfhydryl group and application thereof

The invention belongs to the field of adsorbent preparation, in particular to a preparation method and application of thiol based high efficiency adsorbent. The present invention from the point of view of the functional groups containing effective mercaptopropyltrimethoxysilane MPTMS by sol gel method, using simple inexpensive chemical reagents, preparation of adsorbent to remove toxic pollution of waste water and waste gas used in having a specific structure, highly efficient and stable.

【技術實現步驟摘要】
一種基于巰基的高效吸附劑的制備方法及應用
本專利技術屬于吸附劑制備領域，特別涉及一種基于巰基的高效吸附劑的制備方法及應用。
技術介紹
隨著電子、化工工業的迅速發展，大量的廢水、廢氣等被亂排亂放到自然環境中，對人體健康及生態環境造成巨大威脅。怎樣有效去除廢水、廢氣中的有毒污染，有著極為重要的現實意義。吸附法避免了制備步驟冗長繁瑣、制備成本高的缺陷，有著簡單、高效的特點，通過吸附法去除廢水、廢氣中的有毒污染過程中最重要的就是吸附劑的選擇。
技術實現思路
本專利技術直接從含有有效官能團的巰丙基三甲氧基硅烷MPTMS出發，采用簡單的溶膠-凝膠法、選用普通廉價的化學試劑制備出高效的吸附劑，具體制備方法如下：將0.5～1g的巰丙基三甲氧基硅烷溶解在10～30g的無水乙醇中，在30～50℃水浴條件下緩慢加入鹽酸與水的混合物，反應2h生成溶膠；反應完成后，將所得溶膠在惰性氣氛下加熱使其凝膠化，經過研磨，制備得到吸附劑，其中，巰丙基三甲氧基硅烷：H2O：HCl的摩爾比為1:60:0.1，加入鹽酸與水的混合物后，巰丙基三甲氧基硅烷的成分在混合體系中的質量分數控制為2％～5％，惰性氣氛為氮氣氣氛、氦氣氣氛或氬氣氣氛，加熱操作采用程序升溫模式，具體為60℃加熱12h后、于120℃加熱6h、再于150℃加熱6h。本專利技術還提供了一種上述制備方法所得到的吸附劑的應用，即采用該吸附劑對汞離子進行吸附。本專利技術還提供了另一種上述制備方法所得到的吸附劑的應用，即采用該吸附劑進行脫硝。本專利技術的有益效果在于：本專利技術經過簡單的溶膠-凝膠法，在無模板劑的條件下綠色合成制備了具有特定結構的用于去除廢水、廢氣中有毒污染的吸附劑，高效穩定；該專利技術無需采用后接枝或共縮合的官能化改性方式，大大縮減了反應步驟與反應時間，杜絕了后接枝或共縮合方式中部分價格昂貴、有毒有害試劑的使用，降低了吸附劑制備成本，環境友好。附圖說明圖1為實施例1、2制備所得溶膠的粒徑分布圖；圖2為實施例1、2制備得到的吸附劑的SEM圖，實施例1為圖a，實施例2為圖b；圖3為實施例2制備得到的吸附劑對不同pH溶液中Hg(II)吸附性能的變化圖；圖4為實施例2制備得到的吸附劑在不同吸附時間條件下，對Hg(II)的吸附性能變化圖，其中，圖3和圖4的檢測實驗中，吸附劑用量為10mg，待處理的汞離子溶液濃度均為100ppm(汞離子過量)。具體實施方式實施例1將0.5g的巰丙基三甲氧基硅烷溶解在22.25g的無水乙醇中，在35℃水浴條件下緩慢加入鹽酸與水的混合物，其中，巰丙基三甲氧基硅烷：H2O：HCl的摩爾比為1:60:0.1，反應2h生成溶膠；反應完成后，將所得溶膠在氮氣氣氛下采用程序升溫的加熱方式(60℃加熱12h后、于120℃加熱6h、再于150℃加熱6h)使其凝膠化，經過研磨，制備得到吸附劑。實施例2將1g的巰丙基三甲氧基硅烷溶解在13.46g的無水乙醇中，在45℃水浴條件下緩慢加入鹽酸與水的混合物，其中，巰丙基三甲氧基硅烷：H2O：HCl的摩爾比為1:60:0.1，反應2h生成溶膠；反應完成后，將所得溶膠在氦氣氣氛下采用程序升溫的加熱方式(60℃加熱12h后、于120℃加熱6h、再于150℃加熱6h)使其凝膠化，經過研磨，制備得到吸附劑。汞離子吸附實驗：取實施例1制備得到的吸附劑10mg置于25mL的pH＝3、溫度25℃、Hg(II)濃度為10ppm的溶液中，攪拌吸附1h，Hg(II)去除率達到96.6％。取實施例2制備得到的吸附劑10mg置于25mL的pH＝3、溫度25℃、Hg(II)濃度為10ppm的溶液中，攪拌吸附1h，Hg(II)去除率達到95.8％。脫硝實驗在光輔助-SCR脫銷裝置的石英管中加入150mg的實施例1制備得到的吸附劑，NH3、NO、O2的初始濃度分別為：1000ppm，1000ppm，3％(相對于氣體總流量)，空速為25000h-1，氣體總流量控制在100ml/min，所使用的光源為200W的氙燈，光波長為：380～780nm。用煙氣檢測儀檢測剩余NO濃度，測得該吸附劑對NO的轉化率達96.8％。在光輔助-SCR脫銷裝置的石英管中加入150mg的實施例2制備得到的吸附劑，NH3、NO、O2的初始濃度分別為：1000ppm，1000ppm，3％(相對于氣體總流量)，空速為25000h-1，氣體總流量控制在100ml/min，所使用的光源為200W的氙燈，光波長為：380～780nm。用煙氣檢測儀檢測剩余NO濃度，測得該吸附劑對NO的轉化率達97.2％。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于巰基的高效吸附劑的制備方法，其特征在于：所述的制備方法如下，將巰丙基三甲氧基硅烷溶解在無水乙醇中，水浴條件下加入鹽酸與水的混合物，反應生成溶膠；反應完成后，將所得溶膠在惰性氣氛下加熱使其凝膠化，經過研磨，制備得到吸附劑。

【技術特征摘要】
1.一種基于巰基的高效吸附劑的制備方法，其特征在于：所述的制備方法如下，將巰丙基三甲氧基硅烷溶解在無水乙醇中，水浴條件下加入鹽酸與水的混合物，反應生成溶膠；反應完成后，將所得溶膠在惰性氣氛下加熱使其凝膠化，經過研磨，制備得到吸附劑。2.如權利要求1所述的基于巰基的高效吸附劑的制備方法，其特征在于：加入鹽酸與水的混合物時，控制巰丙基三甲氧基硅烷：H2O：HCl的摩爾比為1:60:0.1。3.如權利要求1所述的基于巰基的高效吸附劑的制備方法，其特征在于：水浴條件為30～50℃。4.如權利要求1所述的基于巰基的高效吸附劑的制備方法，其特征在于：將巰丙基三甲氧基...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐榮，郭猛，鐘璟，張琪，戚律，
申請(專利權)人：常州大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32