一种改性有序介孔有机硅材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及功能材料领域，公开了一种改性有序介孔有机硅材料及其制备方法。该改性有序介孔有机硅材料含有有序介孔有机硅材料、寡聚苯乙烯和式(1)所示的有机硅烷化合物，其中，R1、R2和R3各自独立地为甲基、甲氧基、乙氧基或氯，R1、R2和R3相同或不同。该改性有序介孔有机硅材料包括：将有序介孔有机硅材料分散在有机溶剂中以获得混合流体，将混合流体、有机硅烷化合物和碱剂在惰性气氛下混合接触，得到经过表面改性的有序介孔有机硅材料；接着在引发剂的存在下，将经过表面改性的有序介孔有机硅材料和苯乙烯在惰性气氛下进行聚合反应。本发明专利技术的改性有序介孔有机硅材料对水中的污染物双酚A具有较高的吸附性能。

Modified ordered mesoporous silicone material and preparation method thereof

The invention relates to the field of functional materials, and discloses a modified ordered mesoporous organosilicon material and a preparation method thereof. The modified mesoporous silicon material containing ordered mesoporous materials, oligomeric polystyrene and silicone type (1) organic silane compound, shown in the R1, R2 and R3 independently for methyl, methoxy, ethoxy or chloride, R1, R2 and R3 are the same or different. Including the modified mesoporous silicon materials: ordered mesoporous silicon material dispersed in organic solvent to obtain a mixed fluid, mixed fluid, organic silane compound and an alkali agent mixture in an inert atmosphere, obtained by the ordered mesoporous organosilicon material surface modification; then in the presence of initiator. The ordered mesoporous silicon material and surface modification of styrene polymerization reaction in an inert atmosphere. The modified ordered mesoporous silicone material has high adsorption performance for bisphenol A in water.

【技术实现步骤摘要】
一种改性有序介孔有机硅材料及其制备方法
本专利技术涉及功能材料领域，具体地，涉及一种改性有序介孔有机硅材料，该改性有序介孔有机硅材料的制备方法，以及由该方法制备的改性有序介孔有机硅材料。
技术介绍
众所周知，双酚A作为重要的有机化工原料，通常应用于高分子材料领域。随着研究的深入，发现双酚A类似雌性激素，可以导致人体内分泌紊乱等问题，严重危害人类健康，现已有多国将其列入有毒物质列表中。因此，如何处理水中双酚A已成为科学研究中的一个重要命题，迄今为止已报道了多种处理方法，包括吸附、生物降解、催化氧化等等，而在这些方法中，吸附则是一种既简便又非常有效的方法。据研究表明，用于处理水中双酚A的吸附材料种类繁多，其中包括活性炭、多孔树脂、碳纳米材料、生物高分子等等，然而，对于这些材料来说，要么吸附能力有限，要么重复利用率低，因此，研究出一种高效吸附双酚A的材料是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改性有序介孔有机硅材料及其制备方法，该材料结合了介孔有机硅材料的有机无机孔壁结构、介孔结构以及多官能团等多重结构特点，大大提高了材料对于双酚A的吸附性能，为处理水中双酚A的污染提供了新的途径。本专利技术提供了一种改性有序介孔有机硅材料，其中，该改性有序介孔有机硅材料含有有序介孔有机硅材料、寡聚苯乙烯和式(1)所示的有机硅烷化合物，式(1)其中，R1、R2和R3各自独立地为甲基、甲氧基、乙氧基或氯，R1、R2和R3相同或不同。本专利技术提供了制备上述改性有序介孔有机硅材料的方法，该方法包括：(1)将所述有序介孔有机硅材料分散在有机溶剂中以获得混合流体，将所述混合流体、所述有机硅烷化合物和碱剂在惰性气氛下混合接触，得到经过表面改性的有序介孔有机硅材料；(2)在引发剂的存在下，将所述经过表面改性的有序介孔有机硅材料和苯乙烯在惰性气氛下进行聚合反应。本专利技术还提供了由上述方法制备的改性有序介孔有机硅材料。根据本专利技术提供的所述改性有序介孔有机硅材料，通过用寡聚苯乙烯和有机硅烷化合物修饰有序介孔有机硅材料，该寡聚苯乙烯在有序介孔有机硅材料的孔道中既可形成长链结构又可形成网络结构，同时寡聚物链上的苯环可以增加孔壁和水中游离的双酚A的相互作用，从而提高了所述改性有序介孔有机硅材料对双酚A的吸附性能。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是实施例1制备的改性有序介孔有机硅材料P1和有序介孔有机硅材料PMO的FTIR光谱图。图2是实施例1制备的改性有序介孔有机硅材料P1和有序介孔有机硅材料PMO的XRD图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。在本专利技术中，所述有序介孔有机硅(PMO)材料可以为本领域常规使用的通过桥联倍半硅氧烷(R’O)3SiRSi(OR’)3自组装合成的材料，其中，R’可以为C1-C10的烷基，例如，甲基、乙基等；R可以为亚烃基，例如可以为亚烷基(如亚乙基)、亚烯基(如亚乙烯基)或亚芳基(如亚苯基)。通常，当R为亚乙基时，所述PMO材料称为乙烷桥链PMO；当R为亚乙烯基时，所述PMO材料为乙烯桥链PMO；当R为亚苯基时，所述PMO材料为苯桥链PMO。术语“有序”是指PMO材料表现出规则的孔道排布，本专利技术中尤其是指孔结构为六方相排列结构的有序排布；术语“介孔”是指平均孔直径为2-50纳米之间的孔隙，也即有序介孔有机硅材料是指平均孔直径介于2-50纳米之间的材料。通常，所述PMO材料的平均孔径可以为2-50nm，孔容可以为大于0.2m3·g-1，优选大于0.2cm3·g-1且小于等于1cm3·g-1；比表面积可以为大于200m2·g-1，优选大于200m2·g-1且小于等于1000m2·g-1。所述PMO材料可以商购得到，也可以制备得到。所述PMO材料的制备可以按照本领域常规的方法实施，例如，所述PMO材料的制备方法可以包括：将聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)溶解于氯化钾的水溶液中，接着依次加入盐酸溶液和所述桥联倍半硅氧烷(如1,2-双三甲氧基硅基乙烷，BTME)，之后在10-60℃下搅拌混合1-30分钟并放置5-50小时，然后在高压釜中在80-120℃下反应5-50小时，反应结束后收集固体产物，并从固体产物中分离出PMO材料。在上述制备PMO材料的方法中，P123的用量与所述桥联倍半硅氧烷的用量的重量比可以为100:80-200，优选为100:100-180，更优选为100:130-150。在上述制备PMO材料的方法中，所使用的氯化钾水溶液的浓度可以为0.5-2mol/L。而且，相对于100重量份的P123，氯化钾水溶液的用量可以为100-600重量份，优选为200-400重量份。在上述制备PMO材料的方法中，所使用的盐酸溶液的浓度可以为0.1-0.5mol/L。而且，相对于100重量份的P123，盐酸溶液的用量可以为1000-10000重量份，优选为2000-6000重量份。在上述制备PMO材料的方法中，所述高压釜中的压力可以为相应温度的反应体系的自身压力。反应结束后收集PMO材料的具体方法可以包括：通过过滤从反应产物中收集固体产物，在室温下将该固体产物干燥，再用去离子水洗涤，然后用乙醇对洗涤后的固体产物进行索氏提取，从而得到PMO材料。本专利技术提供了一种改性有序介孔有机硅材料，该改性有序介孔有机硅材料含有有序介孔有机硅材料、寡聚苯乙烯和式(1)所示的有机硅烷化合物，式(1)其中，R1、R2和R3各自独立地为甲基、甲氧基、乙氧基或氯，R1、R2和R3相同或不同。在所述改性有序介孔有机硅材料中，式(1)所示的有机硅烷化合物可以对有序介孔有机硅材料的表面进行改性，寡聚苯乙烯至少部分附着在经过表面改性的有序介孔有机硅材料的孔道的孔壁上，形成长链结构和/或网络结构，这样寡聚苯乙烯上的苯环可以增加孔壁和水中游离的双酚A的相互作用，使得该改性有序介孔有机硅材料对水中的双酚A具有较高的吸附性能。在所述改性有序介孔有机硅材料中，优选地，所述有序介孔有机硅材料、所述有机硅烷化合物和所述寡聚苯乙烯的含量的重量比为1：1-5：0.1-1.5，优选为1：1-3：0.2-1.2。在所述改性有序介孔有机硅材料中，具体的式(1)所示的有机硅烷化合物如下表1所示：表1在优选的实施方式中，式(1)所示的有机硅烷化合物例如可以为3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基二甲基乙氧基硅烷和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三氯硅烷中的至少一种。最优选地，所述有机硅烷化合物为3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。本专利技术还提供了制备上述改性有序介孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性有序介孔有机硅材料，其特征在于，该改性有序介孔有机硅材料含有有序介孔有机硅材料、寡聚苯乙烯和式(1)所示的有机硅烷化合物，

【技术特征摘要】
1.一种改性有序介孔有机硅材料，其特征在于，该改性有序介孔有机硅材料含有有序介孔有机硅材料、寡聚苯乙烯和式(1)所示的有机硅烷化合物，式(1)其中，R1、R2和R3各自独立地为甲基、甲氧基、乙氧基或氯，R1、R2和R3相同或不同。2.根据权利要求1所述的改性有序介孔有机硅材料，其中，所述有序介孔有机硅材料、所述有机硅烷化合物和所述寡聚苯乙烯的含量的重量比为1：1-5：0.1-1.5，优选为1：1-3：0.2-1.2。3.根据权利要求1或2所述的功能性介孔材料，其中，所述有机硅烷化合物为3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。4.权利要求1-3中任意一项所述的改性有序介孔有机硅材料的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将所述有序介孔有机硅材料分散在有机溶剂中以获得混合流体，将所述混合流体、所述有机硅烷化合物和碱剂在惰性气氛下混合接触，得到经过表面改性的有序介孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：关敏，毕海鹏，谢明军，黄铃，杨力，杨娟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11