【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于资源环境和材料，具体涉及一种水滑石结构支撑的锗离子印记聚合物复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、锗由于其特殊的结构和性质是重要的半导体材料，除半导体外，在红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用。在自然界中锗呈分散状态，大部分为多金属伴生矿，煤作为开采使用最为广泛的能源矿产，其中锗的含量达到300μg/g以上。若煤不经处理直接燃烧使用不仅会造成具有重要价值的稀散金属锗的资源浪费，而且还污染环境。因此，针对含锗煤酸浸出液研究开发出一种用于从水体中分离提取锗的材料及制备方法具有重要的战略意义和应用价值。
2、目前，分离锗的方法有很多，包括固相萃取、溶剂萃取、化学沉淀法以及吸附法等。其中吸附法因其操作简单、成本低、对环境友好、吸附容量大等得到了广泛的研究。但是，现有技术中大多数材料对锗的选择性吸附能力不高，吸附作用稳定性不强，比表面积不大，表面吸附位点少，限制了他们在锗回收领域的应用。
3、综上，如何制备得到能够高效回收锗离子的材料，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种水滑石结构支撑的锗离子印记聚合物复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：
2、步骤1)将镁铝水滑石和十二烷基硫酸钠加入到去离子水中，搅拌反应，离心分离，收集固体干燥，得到层状水滑石；
3、步骤2)将步骤1)所得层状水滑石、α-溴丁酸加入到乙醇-水溶液中，搅拌反应，离心分离，收集固体干燥
4、步骤3)取丙酮缩甘油、二氯甲烷和三乙胺在0℃氮气氛围下搅拌反应，缓慢加入丙烯酰氯溶液，升温搅拌；
5、步骤4)向步骤3)所得反应混合物中加入碳酸氢钠溶液，搅拌分离，固体产物经有机相萃取、干燥，减压浓缩，得到印迹单体2,3-二羟丙基-2-丙烯酸酯；
6、步骤5)将步骤4)所得印迹单体2,3-二羟丙基-2-丙烯酸酯、己二醇二甲基丙烯酸酯、无水甲醇和印迹模板锗离子溶液搅拌反应，得到混合体系；
7、步骤6)在步骤5)所得混合体系中加入步骤2)得到的引发剂、有机金属催化剂和2,2'-联吡啶，在氮气氛围下搅拌反应，离心分离，收集固体用乙醇-乙酸溶液索氏提取，再用碳酸氢钠溶液洗脱印迹模板锗离子，干燥即得水滑石结构支撑的锗离子印记聚合物复合材料。
8、在一优选的实施方式中，步骤1)中，所述镁铝水滑石、十二烷基硫酸钠和去离子水的质量比为(1～4):1:(10～15)；更优选的，所述镁铝水滑石、十二烷基硫酸钠和去离子水的质量比为(1～2.5):1:(10～12.5)。
9、在一优选的实施方式中，步骤1)中，所述搅拌反应温度为60～70℃，所述搅拌反应时间为36-60h；优选的，所述搅拌反应温度为65℃，所述搅拌反应时间为48h。
10、在一优选的实施方式中，步骤1)中，所述干燥方法可采用本领域技术人员掌握的常规方法，例如以50-60℃烘干6-8h。
11、在一优选的实施方式中，步骤2)中，所述层状水滑石、α-溴丁酸和乙醇-水溶液的质量比为(1～3):1:(10～15)；更优选的，所述层状水滑石、α-溴丁酸和乙醇-水溶液的质量比为(1～2):1:(10～12)。
12、在一优选的实施方式中，步骤2)中，乙醇-水溶液中乙醇的质量分数为2～10％；优选的，所述乙醇-水溶液中乙醇的质量分数为5％。
13、在一优选的实施方式中，步骤2)中，所述搅拌反应温度为60～70℃，所述搅拌反应时间为12-36h；优选的，所述搅拌反应温度为65℃，所述搅拌反应时间为24h。
14、在一优选的实施方式中，步骤2)中，所述干燥方法可采用本领域技术人员掌握的常规方法，例如以50-60℃烘干6-8h。
15、在一优选的实施方式中，步骤3)中，所述丙酮缩甘油、三乙胺、二氯甲烷、丙烯酰氯的质量比为(1～3):1:(10～20):(1～2)。
16、在一优选的实施方式中，步骤3)中，所述氮气氛围下搅拌反应时间为2-10min；优选的，所述搅拌反应时间为5min。
17、在一优选的实施方式中，步骤3)中，所述升温搅拌的温度为25～35℃，所述搅拌反应时间为0.5～1.5h；优选的，所述升温搅拌的温度为30℃，所述搅拌反应时间为1h。
18、在一优选的实施方式中，步骤4)中，所述碳酸氢钠和丙酮缩甘油的质量比为(3～5):1。
19、在一优选的实施方式中，步骤4)中，所述碳酸氢钠溶液质量分数为5～20％；优选的，所述碳酸氢钠溶液质量分数为10％。
20、在一优选的实施方式中，步骤4)中，所述有机相包括二氯甲烷；所述萃取方式可采用本领域技术人员所掌握的常规方法。
21、在一优选的实施方式中，步骤4)中，所述干燥方法可采用本领域技术人员所掌握的常规方法，例如加入无水硫酸钠干燥。
22、在一优选的实施方式中，步骤5)中，所述印迹单体2,3-二羟丙基-2-丙烯酸酯、己二醇二甲基丙烯酸酯、无水甲醇和印迹模板锗离子溶液的质量比为1:(1～2):(25～50):(10～15)；更优选的，所述印迹单体2,3-二羟丙基-2-丙烯酸酯、己二醇二甲基丙烯酸酯、无水甲醇和印迹模板锗离子溶液的质量比为1:1.5:(25～35):(10～12.5)。
23、在一优选的实施方式中，步骤5)中，所述印迹模板锗离子溶液浓度为0.5～5g/l；优选的，所述印迹模板锗离子溶液浓度为1g/l。
24、在一优选的实施方式中，步骤5)中，所述搅拌反应温度为20～30℃，所述搅拌反应时间为2～4h；优选的，所述搅拌反应温度为25℃，所述搅拌反应时间为3h。
25、在一优选的实施方式中，步骤6)中，所述混合体系、引发剂、有机金属催化剂和2,2'-联吡啶的质量比为(100～150):(10～15):1:(3～6)；更优选的，所述混合体系、引发剂、有机金属催化剂和2,2'-联吡啶的质量比为(100～120):(10～13.5):1:(3～4.5)。
26、在一优选的实施方式中，步骤6)中，所述有机金属催化剂包括溴化铜。
27、在一优选的实施方式中，步骤6)中，所述在氮气保护条件下的搅拌反应温度为65～75℃，所述反应时间为12-36h；优选的，所述搅拌反应温度为70℃，所述搅拌反应时间为24h。
28、在一优选的实施方式中，步骤6)中，所述乙醇-乙酸溶液中乙醇和乙酸的体积比为(3～5)：1；优选的，所述乙醇-乙酸溶液中乙醇和乙酸的体积比为4：1。
29、在一优选的实施方式中，步骤6)中，所述索氏提取时间为18～36h；优选的，所述索氏提取时间为24h。
30、在一优选的实施方式中，步骤6)中，所述碳酸氢钠溶液质量分数为5～20％；优选的，所述碳酸氢钠溶液质量分数为10％。
31、在一优选的实施方式中，步本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水滑石结构支撑的锗离子印记聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述水滑石结构支撑的锗离子印记聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述镁铝水滑石、十二烷基硫酸钠和去离子水的质量比为(1～4):1:(10～15)。
3.如权利要求1所述水滑石结构支撑的锗离子印记聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述层状水滑石、α-溴丁酸和乙醇-水溶液的质量比为(1～3):1:(10～15)。
4.如权利要求1所述水滑石结构支撑的锗离子印记聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述丙酮缩甘油、三乙胺、二氯甲烷、丙烯酰氯的质量比为(1～3):1:(10～20):(1～2)。
5.如权利要求1所述水滑石结构支撑的锗离子印记聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述碳酸氢钠和丙酮缩甘油的质量比为(3～5):1；所述碳酸氢钠溶液质量分数为5～20％；所述有机相包括二氯甲烷。
6.如权利要求1所述水滑石结构支撑的锗离子印记聚合物复合材料的制备方法，其特征在于
7.如权利要求1所述水滑石结构支撑的锗离子印记聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，步骤6)中，所述混合体系、引发剂、有机金属催化剂和2,2'-联吡啶的质量比为(100～150):(10～15):1:(3～6)；所述有机金属催化剂包括溴化铜。
8.如权利要求1-7中任意一项所述方法制备得到的水滑石结构支撑的锗离子印记聚合物复合材料，其特征在于，所述复合材料是由层状水滑石和离子印记聚合物组成的有机-无机复合材料；
9.如权利要求1-7中任意一项所述方法制备得到的水滑石结构支撑的锗离子印记聚合物复合材料的应用，其特征在于，
10.如权利要求9所述方法制备得到的水滑石结构支撑的锗离子印记聚合物复合材料的应用，其特征在于，所述应用方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种水滑石结构支撑的锗离子印记聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述水滑石结构支撑的锗离子印记聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述镁铝水滑石、十二烷基硫酸钠和去离子水的质量比为(1～4):1:(10～15)。
3.如权利要求1所述水滑石结构支撑的锗离子印记聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述层状水滑石、α-溴丁酸和乙醇-水溶液的质量比为(1～3):1:(10～15)。
4.如权利要求1所述水滑石结构支撑的锗离子印记聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述丙酮缩甘油、三乙胺、二氯甲烷、丙烯酰氯的质量比为(1～3):1:(10～20):(1～2)。
5.如权利要求1所述水滑石结构支撑的锗离子印记聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述碳酸氢钠和丙酮缩甘油的质量比为(3～5):1；所述碳酸氢钠溶液质量分数为5～20％；所述有机相包括二氯甲烷。
6.如权利要求1所述水滑石结构支撑的锗离...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴汉军，张臻悦，郭文达，陈文斗，池汝安，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：
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