干；
[004引 2)将250ml的Ξ 口烧瓶中持续充氮气5分钟后，向Ξ 口烧瓶中加入化Η粉末0.4054g (17mm0l)，随后向其中加入200ml二甲基亚讽(2800mmo 1)，升溫至70°C揽拌条件下反应50分 钟，待溶液变为透明淡黄色溶液后，降溫至30°C ;
[0049] 3)向步骤2)所得溶液中加入40g步骤1)所得的对位芳绝纤维，对位芳绝纤维与化Η 的摩尔比为10:1，于30°C条件下反应10小时后向其中加入1.3ml的环氧氯丙烷发生取代反 应，环氧氯丙烷与N址的摩尔比为1:1，继续反应18小时后将所得产品用乙醇抽提24小时，置 于烘箱中烘干得产品I;
[0050] 4)将产品I加入到充满氮气的250ml的Ξ 口烧瓶中，向烧瓶内加入150ml的二甲基 亚讽溶剂和15g的3-琉基丙基二乙氧基硅烷，3-琉基丙基二乙氧基硅烷与化Η的摩尔比为5: 1，于75Γ下揽拌反应24小时，将所得产品用乙醇抽提24小时，置于烘箱中烘干得产品Π ; [0051 ] 5)向充满氮气的250mlS 口烧瓶中加入120ml的二甲基亚讽溶剂，之后向烧瓶内加 入广品Π 和18g的3-琉基丙基二乙氧基硅烷，3-琉基丙基二乙氧基硅烷与化Η的摩尔比为6: 1，于70°C条件下揽拌反应14小时，取出所得溶液及纤维置于烧杯中，向其中加入0.014g/ml 的NH4F溶液7ml后继续揽拌24小时，之后将反应物和溶剂转移至聚丙締瓶中于70°C条件下 陈化10天，将芳绝纤维取出，用无水乙醇抽提80小时，置于真空干燥箱中干燥得琉基聚倍半 硅氧烷对位芳绝纤维复合材料。
[0化2] 实施例4:
[0053] 1)将对位芳绝纤维放入索氏提取器中，依次用甲苯、丙酬、乙醇抽提24小时，后置 于6(TC的烘箱中烘干；
[0054] 2)将250ml的Ξ 口烧瓶中持续充氮气5分钟后，向Ξ 口烧瓶中加入化Η粉末0.4054g (17mm〇l)，随后向其中加入150ml二甲基亚讽(2100mmol)，升溫至70°C揽拌条件下反应50分 钟，待溶液变为透明淡黄色溶液后，降溫至25°C ;
[0055] 3)向步骤2)所得溶液中加入20g步骤1)所得的对位芳绝纤维，对位芳绝纤维与化Η 的摩尔比为5:1，于25°C条件下反应12小时后向其中加入1.3ml环氧氯丙烷发生取代反应， 环氧氯丙烷与化Η的摩尔比为1:1，继续反应20小时后将所得产品用乙醇抽提24小时，置于 烘箱中烘干得产品I;
[0056] 4)将产品I加入到充满氮气的250ml的Ξ 口烧瓶中，向烧瓶内加入150ml的二甲基 亚讽溶剂和21 g的3-琉基丙基二乙氧基硅烷，3-琉基丙基二乙氧基硅烷与化Η的摩尔比为7: 1，于80°C下揽拌反应30小时，将所得产品用乙醇抽提24小时，置于烘箱中烘干得产品Π ;
[0057] 5)向充满氮气的250mlS 口烧瓶中加入120ml的二甲基亚讽溶剂，之后向烧瓶内加 入广品Π 和36g的3-琉基丙基二甲氧基硅烷，3-琉基丙基二甲氧基硅烷与化Η的摩尔比为 12:1，于70°C条件下揽拌反应14小时，取出所得溶液及纤维置于烧杯中，向其中加入 0.014g/ml的NH4F溶液7ml后继续揽拌24小时，之后将反应物和溶剂转移至聚丙締瓶中于80 °C条件下陈化12天，将芳绝纤维取出，用无水乙醇抽提80小时，置于真空干燥箱中干燥得琉 基聚倍半硅氧烷对位芳绝纤维复合材料。
[0化引实施例5:
[0059] 1)将对位芳绝纤维放入索氏提取器中，依次用甲苯、丙酬、乙醇抽提24小时，后置 于6(TC的烘箱中烘干；
[0060] 2)将250ml的Ξ 口烧瓶中持续充氮气5分钟后，向Ξ 口烧瓶中加入0.405?的N址粉 末，随后向其中加入150m 1二甲基亚讽，升溫至70°C揽拌条件下反应50分钟，待溶液变为透 明淡黄色溶液后，降溫至30°C ;
[0061] 3)向步骤2)所得溶液中加入15g步骤1)所得的对位芳绝纤维，对位芳绝纤维与化Η 的摩尔比为5:1，于30°C条件下反应12小时后向其中加入1.3ml的环氧氯丙烷发生取代反 应，环氧氯丙烷与N址的摩尔比为1:1，继续反应24小时后将所得产品用乙醇抽提24小时，置 于烘箱中烘干得产品I;
[0062] 4)将产品I加入到充满氮气的250ml的Ξ 口烧瓶中，向烧瓶内加入150ml的二甲基 亚讽溶剂和30g的3-琉基丙基二甲氧基硅烷，3-琉基丙基二甲氧基硅烷与化Η的摩尔比为 10:1，于65Γ下揽拌反应48小时，将所得产品用乙醇抽提24小时，置于烘箱中烘干得产品 Π;
[0063] 5)向充满氮气的250mlS 口烧瓶中加入120ml的二甲基亚讽溶剂，之后向烧瓶内加 入广品Π 和48g的3-琉基丙基二甲氧基硅烷，3-琉基丙基二甲氧基硅烷与化Η的摩尔比为 16:1，于80°C下揽拌反应16小时，取出所得溶液及纤维置于烧杯中，向其中加入0.014g/ml 的NH4F溶液8ml后继续揽拌24小时，之后将反应物和溶剂转移至聚丙締瓶中于80°C条件下 陈化14天，将芳绝纤维取出，用无水乙醇抽提80小时，置于真空干燥箱中干燥得琉基聚倍半 硅氧烷对位芳绝纤维复合材料。
[0064] 实施例1~5所得产品的吸附效果测试的具体操作步骤如下：
[0065] 分别称取质量为20mg上述所得的五种吸附材料1、2、3、4、5,于具塞锥形瓶中，各加 入5X10-3mol/L的Cu(II)，Hg(II)，Ag(I)和化（II)和lX10-3mol/L的Au(III)的水溶液 20mL，置于气浴振荡器中振荡24个小时。用原子吸收法测定溶液中剩余金属离子的浓度。用 公式(1)计算吸附材料的吸附量Q(mmol/g)，其吸附效果为如图6所示。
[0066]
[0067] 其中Q:重金属离子的吸附量(mmol/g);C〇:溶液中初始的离子浓度(mmol/mU;Ce: 吸附剂吸附平衡后溶液中离子的浓度(mmol/mU;V:溶液的体积(mU;W:吸附剂质量(g)。
[0068] 图1为对位芳绝纤维和实施例1制备的吸附剂的红外谱图，与对位芳绝纤维相比， 所制备的吸附剂在3400cnfi左右的吸收峰变宽主要是因为酷胺键N-H伸缩振动峰和娃径基 伸缩振动造成的，在2925cm-i处出现了吸收峰为与Si相连的C此的红外吸收峰，在2549畑1一1 处出现了红外吸收峰为-甜吸收峰，吸附剂在1638cnfi左右的红外吸收峰对位芳绝纤维相比 吸收强度增强，是因为在此处不仅有C = 0伸缩振动峰，也是Si化的伸缩振动共同的作用结 果，同时在l〇42cnfi处出现了 Si化特征吸收峰。
[0069] W上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用W限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种纳米巯基聚倍半硅氧烷对位芳纶纤维复合吸附剂的制备方法，其特征在于，包 括如下步骤： 1) 将对位芳纶纤维分别用甲苯、丙酮和乙醇抽提，烘干； 2) 于氮气保护下将NaH与无水二甲基亚砜混合，60~70°C下搅拌反应至变为透明溶液 后，降温； 3) 向步骤2)所得溶液中加入步骤1)所得的对位芳纶纤维，所述的NaH与对位芳纶纤维 的摩尔比为1:1~1:10,于25~30°C下搅拌，对芳纶纤维表面进行金属化，6~12小时后向其 中加入环氧氯丙烷发生取代反应，所述环氧氯丙烷与NaH的摩尔比为1:1，反应完后将所得 产品用乙醇抽提后烘干得产品I; 4) 于氮气保护下将步骤3)所得产品I与氨基硅烷偶联剂混合，二甲基亚砜为溶剂，所述 氨基硅烷偶联剂与步骤2)中NaH的摩尔比为1:1~10:1，60~80°C下搅拌反应，将所得产品 用乙醇抽提后烘干得产品Π ; 5) 于氮气保护下将步骤4)所得产品Π 与含巯基功能基的硅烷偶联剂混合，二甲基亚砜 为溶剂，所述含巯基功能基的硅烷偶联剂与步骤2)中NaH的摩尔比为1:1~16:1，于60~80 °C下搅拌反应，所得产品采用溶胶-凝胶法进行水解聚合，然后陈化，使用无水乙醇抽提，干 燥得巯基聚倍半硅氧烷对位芳纶纤维复合吸附剂。2. 根据权利要求1所述的纳米巯基聚倍半硅氧烷对位芳纶纤维复合吸附剂的制备方 法，其特征在于，步骤5)中所述溶胶-凝胶法的具体步骤如下：于搅拌下向反应所得产品中 逐滴加入5~8ml的0.014g/ml的NH4F溶液，待溶液停止放热后继续搅拌24小时。3. 根据权利要求1所述的纳米巯基聚倍半硅氧烷对位芳纶纤维复合吸附剂的制备方 法，其特征在于，步骤5)中所述的陈化工艺如下：陈化时间8~14天，温度50~80°C。4. 根据权利要求1所述的纳米巯基聚倍半硅氧烷对位芳纶纤维复合吸附剂的制备方 法，其特征在于，步骤4)和5)中所述的含巯基功能基的聚倍半硅氧烷为3-巯基丙基三甲氧 基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷中的一种。5. 根据权利要求1所述的纳米巯基聚倍半硅氧烷对位芳纶纤维复合吸附剂的制备方 法，其特征在于，步骤3)中取代反应的反应时间为12~24小时。6. 根据权利要求1所述的纳米巯基聚倍半硅氧烷对位芳纶纤维复合吸附剂的制备方 法，其特征在于，步骤4)中所述的反应时间为12~48小时。7. 根据权利要求1所述的纳米巯基聚倍半硅氧烷对位芳纶纤维复合吸附剂的制备方 法，其特征在于，步骤5)中所述的反应时间为8~16小时。8. -种如权利要求1-7中任一项所述的制备方法制备得到的纳米巯基聚倍半硅氧烷对 位芳纶纤维复合吸附材料。9. 根据权利要求8所述的纳米巯基聚倍半硅氧烷对位芳纶纤维复合吸附材料在吸附重 金属中的应用。
【专利摘要】本发明针对现有聚倍半硅氧烷吸附重金属后难以回收利用的问题和废弃芳纶纤维的再利用问题，提供一种纳米巯基聚倍半硅氧烷对位芳纶纤维复合吸附剂的制备方法。本发明的有益效果是：与块状的聚倍半硅氧烷相比，极大地避免了聚倍半硅氧烷硅氧键的内部交联，制备得到的巯基聚倍半硅氧烷对位芳纶纤维复合吸附剂能提高吸附剂吸附功能基的利用率，增加吸附剂与含重金属离子溶液接触的比表面积，从而提高吸附量。
【IPC分类】B01J20/30, B01J20/26
【公开号】CN105688850
【申请号】CN201610164468
【发明人】曲荣君, 王孕峰, 张盈, 孙昌梅, 潘方伟, 贾欣桦, 纪春暖
【申请人】鲁东大学
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年3月22日