一种基于巯基的高效吸附剂的制备方法及应用技术

本发明专利技术属于吸附剂制备领域，特别涉及一种基于巯基的高效吸附剂的制备方法及应用。本发明专利技术直接从含有有效官能团的巯丙基三甲氧基硅烷MPTMS出发，采用简单的溶胶‑凝胶法、选用普通廉价的化学试剂，制备了具有特定结构的用于去除废水、废气中有毒污染的吸附剂，高效稳定。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种基于巯基的高效吸附剂的制备方法及应用
本专利技术属于吸附剂制备领域，特别涉及一种基于巯基的高效吸附剂的制备方法及应用。
技术介绍
随着电子、化工工业的迅速发展，大量的废水、废气等被乱排乱放到自然环境中，对人体健康及生态环境造成巨大威胁。怎样有效去除废水、废气中的有毒污染，有着极为重要的现实意义。吸附法避免了制备步骤冗长繁琐、制备成本高的缺陷，有着简单、高效的特点，通过吸附法去除废水、废气中的有毒污染过程中最重要的就是吸附剂的选择。
技术实现思路
本专利技术直接从含有有效官能团的巯丙基三甲氧基硅烷MPTMS出发，采用简单的溶胶-凝胶法、选用普通廉价的化学试剂制备出高效的吸附剂，具体制备方法如下：将0.5～1g的巯丙基三甲氧基硅烷溶解在10～30g的无水乙醇中，在30～50℃水浴条件下缓慢加入盐酸与水的混合物，反应2h生成溶胶；反应完成后，将所得溶胶在惰性气氛下加热使其凝胶化，经过研磨，制备得到吸附剂，其中，巯丙基三甲氧基硅烷：H2O：HCl的摩尔比为1:60:0.1，加入盐酸与水的混合物后，巯丙基三甲氧基硅烷的成分在混合体系中的质量分数控制为2％～5％，惰性气氛为氮气气氛、氦气气氛或氩气气氛，加热操作采用程序升温模式，具体为60℃加热12h后、于120℃加热6h、再于150℃加热6h。本专利技术还提供了一种上述制备方法所得到的吸附剂的应用，即采用该吸附剂对汞离子进行吸附。本专利技术还提供了另一种上述制备方法所得到的吸附剂的应用，即采用该吸附剂进行脱硝。本专利技术的有益效果在于：本专利技术经过简单的溶胶-凝胶法，在无模板剂的条件下绿色合成制备了具有特定结构的用于去除废水、废气中有毒污染的吸附剂，高效稳定；该专利技术无需采用后接枝或共缩合的官能化改性方式，大大缩减了反应步骤与反应时间，杜绝了后接枝或共缩合方式中部分价格昂贵、有毒有害试剂的使用，降低了吸附剂制备成本，环境友好。附图说明图1为实施例1、2制备所得溶胶的粒径分布图；图2为实施例1、2制备得到的吸附剂的SEM图，实施例1为图a，实施例2为图b；图3为实施例2制备得到的吸附剂对不同pH溶液中Hg(II)吸附性能的变化图；图4为实施例2制备得到的吸附剂在不同吸附时间条件下，对Hg(II)的吸附性能变化图，其中，图3和图4的检测实验中，吸附剂用量为10mg，待处理的汞离子溶液浓度均为100ppm(汞离子过量)。具体实施方式实施例1将0.5g的巯丙基三甲氧基硅烷溶解在22.25g的无水乙醇中，在35℃水浴条件下缓慢加入盐酸与水的混合物，其中，巯丙基三甲氧基硅烷：H2O：HCl的摩尔比为1:60:0.1，反应2h生成溶胶；反应完成后，将所得溶胶在氮气气氛下采用程序升温的加热方式(60℃加热12h后、于120℃加热6h、再于150℃加热6h)使其凝胶化，经过研磨，制备得到吸附剂。实施例2将1g的巯丙基三甲氧基硅烷溶解在13.46g的无水乙醇中，在45℃水浴条件下缓慢加入盐酸与水的混合物，其中，巯丙基三甲氧基硅烷：H2O：HCl的摩尔比为1:60:0.1，反应2h生成溶胶；反应完成后，将所得溶胶在氦气气氛下采用程序升温的加热方式(60℃加热12h后、于120℃加热6h、再于150℃加热6h)使其凝胶化，经过研磨，制备得到吸附剂。汞离子吸附实验：取实施例1制备得到的吸附剂10mg置于25mL的pH＝3、温度25℃、Hg(II)浓度为10ppm的溶液中，搅拌吸附1h，Hg(II)去除率达到96.6％。取实施例2制备得到的吸附剂10mg置于25mL的pH＝3、温度25℃、Hg(II)浓度为10ppm的溶液中，搅拌吸附1h，Hg(II)去除率达到95.8％。脱硝实验在光辅助-SCR脱销装置的石英管中加入150mg的实施例1制备得到的吸附剂，NH3、NO、O2的初始浓度分别为：1000ppm，1000ppm，3％(相对于气体总流量)，空速为25000h-1，气体总流量控制在100ml/min，所使用的光源为200W的氙灯，光波长为：380～780nm。用烟气检测仪检测剩余NO浓度，测得该吸附剂对NO的转化率达96.8％。在光辅助-SCR脱销装置的石英管中加入150mg的实施例2制备得到的吸附剂，NH3、NO、O2的初始浓度分别为：1000ppm，1000ppm，3％(相对于气体总流量)，空速为25000h-1，气体总流量控制在100ml/min，所使用的光源为200W的氙灯，光波长为：380～780nm。用烟气检测仪检测剩余NO浓度，测得该吸附剂对NO的转化率达97.2％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于巯基的高效吸附剂的制备方法，其特征在于：所述的制备方法如下，将巯丙基三甲氧基硅烷溶解在无水乙醇中，水浴条件下加入盐酸与水的混合物，反应生成溶胶；反应完成后，将所得溶胶在惰性气氛下加热使其凝胶化，经过研磨，制备得到吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种基于巯基的高效吸附剂的制备方法，其特征在于：所述的制备方法如下，将巯丙基三甲氧基硅烷溶解在无水乙醇中，水浴条件下加入盐酸与水的混合物，反应生成溶胶；反应完成后，将所得溶胶在惰性气氛下加热使其凝胶化，经过研磨，制备得到吸附剂。2.如权利要求1所述的基于巯基的高效吸附剂的制备方法，其特征在于：加入盐酸与水的混合物时，控制巯丙基三甲氧基硅烷：H2O：HCl的摩尔比为1:60:0.1。3.如权利要求1所述的基于巯基的高效吸附剂的制备方法，其特征在于：水浴条件为30～50℃。4.如权利要求1所述的基于巯基的高效吸附剂的制备方法，其特征在于：将巯丙基三甲氧基...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐荣，郭猛，钟璟，张琪，戚律，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32