硅烷偶联剂(APTMS-DEPA)。
[0055](2)SBA_15/磷酰胺复合材料的合成
[0056]将干燥的SBA-15分散于干燥的四氢呋喃中，超声30min，得到第三溶液。再在氮气保护下、室温下将磷酰胺基硅烷偶联剂的四氢呋喃溶液加入第三溶液中，强力搅拌，添加完毕后，继续搅拌2h，得到第四溶液。再将第四溶液加热回流6h，反应完毕。将加热回流后的反应产物用0.lwii微孔滤膜进行过滤、100°C干燥处理后，得到的白色粉末即为产品，记为SBA-DEPAo
[0057]实施例3
[0058](1)磷酰胺基硅烷偶联剂的合成
[0059]采用氯磷酸二乙酯(DECP)作为磷源、3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)作为偶联剂、三乙胺(TEA)作为催化剂、干燥的甲苯作为溶剂。将DECP、APTMS和TEA按照1: 1:1的摩尔比进行称取，备用。将称取的0.lmol 3-氨丙基三甲氧基硅烷、0.lmol三乙胺溶于300mL干燥的甲苯中，得到第一溶液。再将称取的0.lmol氯磷酸二乙酯溶于50mL干燥的甲苯溶液中，得到第二溶液。然后再在氮气保护下、0?5°C冰水浴中将第一溶液加入第二溶液中，在加入的同时进行强力搅拌，添加完毕后，将反应物升温至室温，继续反应8h，得反应产物，将反应产物进行抽滤，去除白色的TEA.HC1固体，将抽滤后的滤液在80°C下进行旋转蒸发，得到浅黄色液体，即为磷酰胺基硅烷偶联剂(APTMS-DEPA)。
[0060](2)SBA_15/磷酰胺复合材料的合成
[0061]将干燥的SBA-15分散于干燥的四氢呋喃中，超声30min，得到第三溶液。再在氮气保护下、室温下将磷酰胺基硅烷偶联剂的四氢呋喃溶液加入第三溶液中，强力搅拌，添加完毕后，继续搅拌2h，得到第四溶液。再将第四溶液加热回流6h，反应完毕。将加热回流后的反应产物用0.lwii微孔滤膜进行过滤、100°C干燥处理后，得到的白色粉末即为产品，记为SBA-DEPAo
[0062]实施例4
[0063](1)磷酰胺基硅烷偶联剂的合成
[0064]采用氯磷酸二乙酯(DECP)作为磷源、3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)作为偶联剂、三乙胺(TEA)作为催化剂、干燥的甲苯作为溶剂。将DECP、APTMS和TEA按照2.5:1:0.25的摩尔比进行称取，备用。将称取的0.lmol 3-氨丙基三甲氧基硅烷、0.025mol三乙胺溶于200mL干燥的甲苯中，得到第一溶液。再将称取的0.25mol氯磷酸二乙酯溶于100mL干燥的甲苯溶液中，得到第二溶液。然后再在氮气保护下、0?5°C冰水浴中将第一溶液加入第二溶液中，在加入的同时进行强力搅拌，添加完毕后，将反应物升温至室温，继续反应8h，得反应产物，将反应产物进行抽滤，去除白色的TEA.HC1固体，将抽滤后的滤液在60°C下进行旋转蒸发，得到浅黄色液体，即为磷酰胺基硅烷偶联剂(APTMS-DEPA)。
[0065](2)SBA_15/磷酰胺复合材料的合成
[0066]将干燥的SBA-15分散于干燥的四氢呋喃中，超声30min，得到第三溶液。再在氮气保护下、室温下将磷酰胺基硅烷偶联剂的四氢呋喃溶液加入第三溶液中，强力搅拌，添加完毕后，继续搅拌3h，得到第四溶液。再将第四溶液加热回流5h，反应完毕。将加热回流后的反应产物用0.lwii微孔滤膜进行过滤、100°C干燥处理后，得到的白色粉末即为产品，记为SBA-DEPAo
[0067](二)实验测定
[0068]1对实施例1制备的样品进行测定[0〇69] 1.1样品分析
[0070](1)成分分析
[0071]采用氢氟酸/双氧水混合溶液法将制备的样品溶解，然后用电感耦合等离子体原子发射光谱仪ICP-AES测定其中的磷元素含量，再折合成整个基团的接枝率，最终得到两个样品的接枝率为20 %。
[0072](2)扫描电镜SEM
[0073]将样品粉末涂于铜片上，置于设备中进行观测。样品一的扫描电镜图如图1所示，样品二的扫描电镜图如图2所示。测定结果表明，制备的SBA-DEPA改性分子筛为棒状，截面直径约300?400nm，长度约1?2ym。
[0074](3)透射电镜ΤΕΜ
[0075]采用高分辨模式，分别得到样品一、样品二的投射电镜图。从图中可以观察到明显的孔道和六方结构，孔道内径约6nm。
[0076](4)红外光谱 FTIR
[0077]样品制备方法如下所示:液体:惰性气体保护下，将液体样品涂于溴化钾片上进行测量;固体:按照质量分数1%的比例将样品均匀掺杂于溴化钾中进行测量。图5、图6分别给出了样品一、样品二的红外光谱图。从图中可以看出:FTIR-1结果显示产物APTMS-DEPA中出现了P = 0、0-P-0、0-P-C、S1-0-C等振动峰，说明磷酰胺已成功接至硅烷偶联剂分子上；FTIR-2结果显示产物SBA15-DEPA中出现了N-Η振动峰，说明磷酰胺已成功接至分子筛表面。
[0078](5)核磁氢谱1H-NMR
[0079]图7中给出了样品一的核磁氢谱图。结果表明:产物APTMS-DEPA中H(N)峰有了明显的偏移和降低，说明产物成功制备。
[0080](6)X射线荧光光谱XRF
[0081]图8中给出了样品一的X射线荧光光谱图。结果表明，接枝后材料表面观测到有P-Κα及其拖尾峰P_SKa3，证明材料表面有磷元素的存在。
[0082](7)动态光散射DLS
[0083]图9中给出了样品一的动态光散射图。结果显示，颗粒的流体力学半径在2980?4630nm范围内，其中3560nm处的最多。
[0084](8)吸附等温线
[0085]图10中给出了SAB-DEPA接枝产物对铀的吸附等温曲线。结果表明，接枝后材料对铀的吸附量由原先的109.5mg/g增至311.5mg/g，约为原先的300%。
[0086]1.2数据
[0087](l)ICP-AES
[0088]通过电感耦合等离子体原子发射光谱法测定，结果表明:最终得到两个样品的接枝率为20%。
[0089]2对接枝率为20%、3%的SBA-EDPA分别进行对铀进行吸附等温测定、X射线荧光测定。将样品分别记为SBA-3 % EDPA、SBA-20 % EDPA，测试结果如图11、图12所示。图12中，上方的曲线对应SBA-20 % EDPA，下方的曲线对应SBA-3 % EDPA。
[0090]本发明并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【主权项】
1.一种介孔分子筛/磷酰胺复合材料，其特征在于，包括如下质量百分比的组分: SBA-15介孔分子筛75?97%， 磷酰胺基团3?25%; 所述磷酰胺基团与SBA-15之间通过共价键作用相连。2.根据权利要求1所述介孔分子筛/磷酰胺复合材料，其特征在于，所述磷酰胺基团通过化学法接枝于SBA-15内外表面。3.根据权利要求1或2所述介孔分子筛/磷酰胺复合材料，其特征在于，包括如下质量百分比的组分: SBA-15介孔分子筛80%; 磷酰胺基团20%。4.根据权利要求1?3任一项所述介孔分子筛/磷酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)合成磷酰胺基硅烷偶联剂 将3-氨丙基三甲氧基硅烷、三乙胺、氯磷酸二乙酯按摩尔比1:0.1?2.0:0.5?3.5进行称取，将称取的3-氨丙基三甲氧基硅烷、三乙胺溶于干燥的甲苯中，得到第一溶液，再将称取的氯磷酸二乙酯溶于甲苯溶液中，得到第二溶液，然后再在氮气保护、0?5°C下将第一溶液加入第二溶液中，在加入的同时进行强力搅拌，添加完毕后，将反应物升温至室温，继续反应6?15h，得反应产物，将反应产物进行抽滤，去除白色的TEA.HC1固体，将抽滤后的滤液在50?90°C下进行旋转蒸发，得到浅黄色液体，即为磷酰胺基硅烷偶联剂； (2 )制备介孔分子筛/磷酰胺复合材料 将SBA-15介孔分子筛分散于有机溶剂中，超声15?60min，得到第三溶液，再在氮气保护下、室温下将磷酰胺基硅烷偶联剂加入第三溶液中，在添加的同时进行强力搅拌，添加完毕后，继续搅拌1.5?5h，得到第四溶液，再将第四溶液加热回流3.5?8h，将加热回流后的反应产物进行过滤、干燥处理后，即得产品。5.根据权利要求1?3任一项所述制备方法，其特征在于，所述步骤1中，3-氨丙基三甲氧基硅烷、三乙胺、氯磷酸二乙酯的摩尔比为1:1:1或1:0.2:3。6.根据权利要求4任一项所述制备方法，其特征在于，所述步骤1中，在氮气保护、0?5°C下将第一溶液加入第二溶液中，在加入的同时进行强力搅拌，添加完毕后，将反应物升温至室温，继续反应1 Oh，得反应产物。7.根据权利要求4?6任一项所述制备方法，其特征在于，所述步骤2中，将SBA-15介孔分子筛分散于干燥的乙醇中，超声30min，得到第三溶液。8.根据权利要求4?7任一项所述制备方法，其特征在于，所述步骤2中，在氮气保护下、室温下将磷酰胺基硅烷偶联剂加入第三溶液中，在添加的同时进行强力搅拌，添加完毕后，继续搅拌3h，得到第四溶液，再将第四溶液加热回流5h，将加热回流后的反应产物进行过滤、干燥处理后，即得产品。
【专利摘要】本发明公开了一种介孔分子筛/磷酰胺复合材料及其制备方法，目的在于解决现有SBA-15分子筛对铀酰吸附量不足的问题。该复合材料包括如下质量百分比的组分：75~97%的SBA-15介孔分子筛、3~25%的磷酰胺基团，磷酰胺基团与SBA-15之间通过共价键作用相连。本发明实质上为一种SBA-15介孔分子筛-磷酰胺复合材料及其制备方法，本发明的介孔分子筛/磷酰胺复合材料具有巨大的比表面积，以及对铀酰较佳的亲和力，具有优异的铀酰离子吸附性能，能够有效解决现有SBA-15分子筛对铀酰吸附量不足的问题。同时，本发明制备方法简单，生产成本低，产率高，能够满足工业化大规模应用的需求，具有较好的应用前景，值得大规模推广应用。
【IPC分类】B01J20/32, B01J20/18
【公开号】CN105478077
【申请号】CN201510958166
【发明人】任一鸣, 邵浪, 杨蕊竹, 唐浩仲, 敬荣, 秦震, 邓辉
【申请人】中国工程物理研究院材料研究所
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月17日