双功能巯基席夫碱金属有机凝胶-纳米复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种双功能巯基席夫碱金属有机凝胶‑纳米复合材料及其制备方法和应用，该双功能巯基席夫碱金属有机凝胶‑纳米复合材料AgNPs@Ag(I)‑MTMP，该AgNPs@Ag(I)‑MTMP含有银纳米粒子AgNPs、Ag(I)‑MTMP和溶剂，所述AgNPs吸附于所述Ag(I)‑MTMP上，所述Ag(I)‑MTMP以氢键与分子作用力包裹溶剂；Ag(I)‑MTMP的化学式为[Ag(MTMP)]n(L)n，[Ag(MTMP)]n

Bifunctional sulfhydryl Schiff base organometallic nano composite material and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
双功能巯基席夫碱金属有机凝胶-纳米复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及有机凝胶-纳米复合材料，具体地，涉及一种双功能巯基席夫碱金属有机凝胶-纳米复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
众所周知，水是地球上生命最重要的组成部分。随着现代社会的发展，世界人口呈几何式增长，对清洁水的需求量大大增加。然而，工业化大生产和农业活动产生大量的废水，造成严重的环境水污染，使得水质不断恶化，全世界面临严重的水资源缺乏问题。有机染料广泛应用于纺织、皮革、制革、造纸、食品加工、塑料、化妆品、橡胶、印刷等行业，是工业废水的主要污染物。染料在降解过程中产生的致癌物质对生态系统和人类生活造成了危害。因此，有效去除水中的有机染料污染物对环境保护和人类健康具有重要意义。有机染料的化学性质稳定，很难降解。人们使用了各种去除染料污染的方法包括絮凝法、电化学处理法、吸附法、膜分离法等。在上述方法中，吸附法具有吸附效率高、回收率高、成本低而被广泛应用。目前常用的吸附剂有淀粉/聚苯胺，多孔硅，瓜尔胶，活性炭，金属有机框架(MOFs)和无机空心球等。然而，这些传统常见的吸附剂也有很多不足，包括对许多亲水污染物的去除效果较差，对大分子稳定污染物的吸附能力过低，物理活化需要较长时间，化学活化需要彻底清洗等。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双功能巯基席夫碱金属有机凝胶-纳米复合材料及其制备方法和应用，该双功能巯基席夫碱金属有机凝胶-纳米复合材料能够高效地吸附去除酸性有机染料分子并兼具抗菌功能进而使得该复合材料能够应用于水处理中，同时该制备方法具有易制备、成本低的优点。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种双功能巯基席夫碱金属有机凝胶-纳米复合材料AgNPs@Ag(I)-MTMP，该AgNPs@Ag(I)-MTMP含有银纳米粒子AgNPs、Ag(I)-MTMP和溶剂，所述AgNPs吸附于所述Ag(I)-MTMP上，所述Ag(I)-MTMP以氢键与分子作用力包裹溶剂；Ag(I)-MTMP的化学式为[Ag(MTMP)]n(L)n，[Ag(MTMP)]nn+的结构如式I所示，其中，L为负一价阴离子，n为正整数，MTMP为2-((5-巯基-1,3,4-噻二唑-2-亚氨基)甲基)酚；本专利技术还提供了一种如上述的双功能巯基席夫碱金属有机凝胶-纳米复合材料AgNPs@Ag(I)-MTMP的制备方法，该制备方法包括：将银盐AgL、MTMP置于溶剂中混合且调节pH后进行接触反应，然后静置、干燥以得到AgNPs@Ag(I)-MTMP。本专利技术进一步提供了一种如上述的双功能巯基席夫碱金属有机凝胶-纳米复合材料AgNPs@Ag(I)-MTMP在吸附水体中酸性有机染料和/或水体杀菌中的应用。通过上述技术方案，本专利技术通过原位合成方法使用含巯基的席夫碱MTMP与银盐在溶剂中反应，合成了AgNPs@Ag(I)-MTMP金属有机凝胶-纳米复合材料，金属有机凝胶具有孔隙率高、比表面积大等优点，因此具有很好的吸附效果；通过银盐可以在凝胶基质中原位形成银纳米粒子，形成金属有机凝胶-纳米复合材料，使材料同时具有抗菌性能。同时该制备方法操作简单、产率高且解决了染料难降解的问题。实验表明，该材料在吸附去除水溶液中酸性染料如萘酚绿B(NG)、酸性品红(AF)、刚果红(CR)、甲基橙(MO)等显示了非常好的性能。染料的吸附符合拟一级动力学过程和Freundlich等温吸附模型，表明进行的是化学吸附。此外，该复合材料对大肠杆菌、枯草杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌性能。因此，所得材料具有吸附和抗菌双重功能，可以在环境水处理过程中一次性解决两个问题，为获得野外直饮水处理材料提供了参考。本专利技术的其他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2-5中，a所用原料为AgNO3，b所用原料为AgClO4。图1是实施例1中AgNPs@Ag(I)-MTMP合成示意图；图2-1是实施例1中AgNPs@Ag(I)-MTMP的SEM图；图2-2是实施例4中AgNPs@Ag(I)-MTMP的SEM图；图3-1是实施例1中AgNPs@Ag(I)-MTMP的TEM图；图3-2是实施例4中AgNPs@Ag(I)-MTMP的TEM图；图4-1是实施例1中AgNPs@Ag(I)-MTMP的XRD图；图4-2是实施例4中AgNPs@Ag(I)-MTMP的XRD图；图5-1是实施例1中AgNPs@Ag(I)-MTMP的BET图；图5-2是实施例4中AgNPs@Ag(I)-MTMP的BET图；图6是实施例1中AgNPs@Ag(I)-MTMP吸附染料萘酚绿的吸光率统计图；图7是实施例1中AgNPs@Ag(I)-MTMP吸附染料刚果红的吸光率统计图；图8是实施例1中AgNPs@Ag(I)-MTMP吸附染料甲基橙的吸光率统计图；图9是实施例1中AgNPs@Ag(I)-MTMP吸附染料酸性品红的吸光率统计图；图10是实施例1中AgNPs@Ag(I)-MTMP对四种染料的饱和吸附量；图11是实施例1中AgNPs@Ag(I)-MTMP对四种染料吸附效率随时间的变化图；图12是实施例1中AgNPs@Ag(I)-MTMP的抗菌效果图。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。本专利技术提供了一种双功能巯基席夫碱金属有机凝胶-纳米复合材料AgNPs@Ag(I)-MTMP，该AgNPs@Ag(I)-MTMP含有银纳米粒子AgNPs、Ag(I)-MTMP和溶剂，所述AgNPs吸附于所述Ag(I)-MTMP上，所述Ag(I)-MTMP以氢键与分子作用力包裹溶剂；Ag(I)-MTMP的化学式为[Ag(MTMP)]n(L)n，[Ag(MTMP)]nn+的结构如式I所示，其中，L为负一价阴离子，n为正整数，MTMP为2-((5-巯基-1,3,4-噻二唑-2-亚氨基)甲基)酚；在上述双功能巯基席夫碱金属有机凝胶-纳米复合材料中，双功能巯基席夫碱金属有机凝胶-纳米复合材料的具体结构可以在宽的范围内选择，为了进一步提高有机凝胶-纳米复合材料的吸附和抗菌效果，优选地，Ag(I)-MTMP为线状纤维结构。在上述双功能巯基席夫碱金属有机凝胶-纳米复合材料中，L的具体种类可以在宽的范围内选择，为了进一步提高银离子的原位还原的效率进而提高复合材料抗菌效果，优选地，L选自硝酸根、高氯酸根中的至少一者。在上述双功能巯基席夫碱金属有机凝胶-纳米复合材料中，溶剂的具体种类可以在宽的范围内选择，为了进一步提高银离子的原位还原的效率进而提高复合材料抗菌效果，优选地，溶剂选自CH3OH、CH3CH2OH、DMSO/H2O混合溶液、DMF/H2O混合溶液中的至少一者；更优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双功能巯基席夫碱金属有机凝胶‑纳米复合材料AgNPs@Ag(I)‑MTMP，其特征在于，所述AgNPs@Ag(I)‑MTMP含有银纳米粒子AgNPs、Ag(I)‑MTMP和溶剂，所述AgNPs吸附于所述Ag(I)‑MTMP上，所述Ag(I)‑MTMP以氢键与分子作用力包裹溶剂；所述Ag(I)‑MTMP的化学式为[Ag(MTMP)]n(L)n，[Ag(MTMP)]n

【技术特征摘要】
1.一种双功能巯基席夫碱金属有机凝胶-纳米复合材料AgNPs@Ag(I)-MTMP，其特征在于，所述AgNPs@Ag(I)-MTMP含有银纳米粒子AgNPs、Ag(I)-MTMP和溶剂，所述AgNPs吸附于所述Ag(I)-MTMP上，所述Ag(I)-MTMP以氢键与分子作用力包裹溶剂；所述Ag(I)-MTMP的化学式为[Ag(MTMP)]n(L)n，[Ag(MTMP)]nn+的结构如式I所示，其中，L为负一价阴离子，n为正整数，MTMP为2-((5-巯基-1,3,4-噻二唑-2-亚氨基)甲基)酚；2.根据权利要求1所述的双功能巯基席夫碱金属有机凝胶-纳米复合材料AgNPs@Ag(I)-MTMP，其中，所述Ag(I)-MTMP为线状纤维结构；优选地，所述L选自硝酸根、高氯酸根中的至少一者；更优选地，所述溶剂选自CH3OH、CH3CH2OH、DMSO/H2O混合溶液、DMF/H2O混合溶液中的至少一者；进一步优选地，所述溶剂为DMF、H2O的混合溶液。3.一种如权利要求1所述的双功能巯基席夫碱金属有机凝胶-纳米复合材料AgNPs@Ag(I)-MTMP的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将银盐AgL、MTMP置于溶剂中混合且调节pH后进行接触反应，然后静置、干燥以得到所述AgNPs@Ag(I)-MTMP。4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述银盐、MTMP摩尔比...

【专利技术属性】
技术研发人员：承勇，邓首勇，李娟，梅钰，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34