表面修饰的kit-6介孔材料、合成方法及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种介孔材料、合成方法及其应用，特别是一种表面修饰的KIT-6介孔材料、合成方法及其应用，属于材料领域。
【背景技术】
[0002]近些年来，重金属对环境的污染日益严重，进而对人类及动植物造成了极大危害。其中铀(VI)不仅是重金属，也归属于放射性核素，环境中铀的存在，会严重地威胁环境及生物体的健康。
[0003]处理放射性废水的方法有多种，常用的方法有沉淀法、吸附法、离子交换法等。而其中吸附法操作最为方便，适合于大量废水的治理。吸附法中吸附剂的选择极为重要，通常选择比表面积大，物理及化学性质稳定的物质。如文献l(Xinghui Wang etal.Annals of Nuclear Energy, 2013, 56, 151-157)采用 SBA-15 吸附溶液中的铀(VI)。文献 2 (Kleitz F，Choi S H, Ryoo R.Chemical Communicat1ns, 2003(17):2136-2137.)报道了溶胶-凝胶法合成的KIT-6，其特点是具有Ia3d的空间结构，且有较大的比表面积和孔径。但对于重金属离子铀离子的吸附来说，其缺点是该材料缺少对离子的选择性。文献 3 (Nilchi A, Babalou AA, Rafiee R, et al.Reactive&Funct1nalPolymers, 2008, 68(12): 1665 - 1670.)使用树脂吸附水中铀酰离子，虽然树脂经表面改性后带有的官能团对铀酰离子具有选择性吸附，但是效果仍不理想，且吸附速率较慢，其主要原因是材料本身的结构不利于吸附。因此，选择有利于吸附且表面可进行修饰的材料对于溶液中铀离子的去处及其重要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种表面修饰的KIT-6介孔材料、合成方法及所述介孔材料在铀离子上的吸附应用。
[0005]实现本发明目的的技术解决方案是:一种表面修饰的KIT-6介孔材料，所述的KIT-6介孔材料为空间立方相结构，且其表面均匀修饰偕胺肟基团。
[0006]所述的介孔材料的比表面积为484?824m2/g，孔容为0.50?1.13cm3/g，孔径为
5.95 ?3.98nm0
[0007]上述表面修饰的KIT-6介孔材料的合成方法，具体步骤如下:
[0008](I)取嵌段共聚物EO2qPO7qEO2。溶于水中，加入正丁醇，并混合均匀；
[0009](2)将正硅酸乙酯与3-氰丙基三乙氧基硅(CPTES)加入到步骤⑴的混合溶液中，并搅拌均匀，水热反应，冷却后将原液过滤、干燥、回流除去模板剂得到表面带有氰基官能团的KIT-6介孔材料；
[0010](3)将步骤(2)中表面带有氰基官能团的KIT-6介孔材料进行偕胺肟化反应，调节反应溶液的pH值至6-7，反应结束后将溶液过滤、洗涤、真空干燥，即得表面带有偕胺肟基团的介孔材料。
[0011]步骤⑴中，嵌段共聚物Ε02(]Ρ07(]Ε02。与正丁醇的质量比为1:1。
[0012]步骤⑵中，正硅酸乙酯与3-氰丙基三乙氧基硅的摩尔比为5:1?7:1，嵌段共聚物EO2idPOtoEO2。与正硅酸乙酯的质量比为1:2.085，水热反应温度为100?110°C，反应时间24h0
[0013]步骤(3)中，偕胺肟化反应的试剂采用氯化羟胺，表面带有氰基官能团的KIT-6介孔材料与氯化羟胺质量比为1:8。
[0014]上述表面带有偕胺肟基团的介孔材料在铀离子吸附上的应用，所述的应用中pH为4-5，优选pH为4。
[0015]本发明与现有技术相比，其显著优点在于:
[0016](I)本发明制备的表面带有偕胺肟基团的介孔材料成功的将偕胺肟基团均匀地分布在介孔材料二氧化硅材料表面，介孔材料二氧化硅材料具有大比表面积，可以容纳铀离子;
[0017](2)表面带有偕胺肟基团的介孔材料保留了介孔材料大的比表面积和孔容，因此可以广泛应用于吸附、分离、催化、信息存储和生物医药等领域。
【附图说明】
[0018]图1是本发明实施例1中所得表面修饰的KIT-6介孔材料CN-KIT-6-7:1的小角XRD谱图。
[0019]图2是本发明实施例1中所得表面修饰的KIT-6介孔材料CN-KIT-6-7:1的孔径分布曲线图(a)和氮气低温吸附-脱附等温线(b)。
[0020]图3是本发明实施例1中所得表面修饰的KIT-6介孔材料CN-KIT-6-7:1的TEM图像(标尺为10nm)。
[0021]图4是本发明实施例1中所得表面修饰的KIT-6介孔材料CN-KIT-6-7:1及表面带有偕胺肟基介孔材料AN-KIT-6-7:1的红外光谱图图像。
[0022]图5是本发明实施例2中所得表面修饰的KIT-6介孔材料CN-KIT-6-6:1的孔径分布曲线图(a)和氮气低温吸附-脱附等温线(b)。
[0023]图6是本发明实施例3中所得表面修饰的KIT-6介孔材料CN-KIT-6-5:1的孔径分布曲线图(a)和氮气低温吸附-脱附等温线(b)。
[0024]图7是本发明实施例3中合成得到表面修饰的KIT-6介孔材料AN-KIT-6-5:1在不同反应时间条件下对铀酰离子的吸附量曲线。
【具体实施方式】
[0025]为了更好地理解本发明，下面通过具体的实施例来具体说明本发明的技术方案。
[0026]实施例1:表面修饰的KIT-6介孔材料的制备
[0027](I)表面修饰的KIT-6介孔材料合成:称取1.0Og嵌段共聚物EO2qPO7qEO2q (P123)于烧杯中，量取2mL浓盐酸及36.6mL的去离子水，35°C条件下搅拌，将P123溶解在盐酸溶液中，使其自组装形成介孔结构。待P123完全溶解，溶液完全混合后加入1.0Og正丁醇，搅拌Ih后向溶液中加入正硅酸乙酯(TEOS) 2.085g及有机硅烷化试剂_3_氰丙基三乙氧基硅(CPTES) 0.3305go混合物在35°C下搅拌24h，24h后对混合物质进行水热处理(100°C )24h。水热处理后将混合物过滤，烘干得到白色粉末。此时的白色粉末带有模板剂P123，采用回流的方法去除样品表面模板剂。去除模板剂后的样品烘干，得到表面修饰的KIT-6介孔材料CN-KIT-6-7:l0
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