本发明专利技术为一种柱状三维有序大孔螯合树脂的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）柱状二氧化硅胶体晶模板的制备；(2)柱状三维有序大孔材料(3DOM)的制备；(3)柱状3DOM的功能化反应：在恒温密闭循环反应器中加入上面得到的80nm～1200nm的柱状3DOM，将反应物与溶剂混合，并向其中加入引发剂，注入到装有柱状3DOM的反应器中，并于室温下充分浸润，40～120℃反应0.5～24小时；所得产品抽提，真空干燥，即得柱状三维有序大孔螯合树脂。本发明专利技术使材料本身具有高密度的活性基团用于引入螯合功能基，并且所形成的螯合基团具有亲水性能，使整体的有机材料即具备了抗溶剂腐蚀的性能，同时又具有亲水性，柱状外观更能适用于很多树脂分离柱的应用场合。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的技术方案涉及高分子材料，具体涉及一种新型柱状三维有序大孔螯合树脂的制备方法。
技术介绍
三维有序大孔材料(Three- dimensionallyOrdered Macroporous Materials,3D0M)，由于其孔的分布均一有序、孔径大、孔隙率高，且具有特殊的光子晶体性质和尺寸依赖效应，因而在传感器(Scott R. ff. J. , Yang S. Μ. , Chabanis G. , et al. Tin Dioxide Opalsand Inverted Opals Nera-Ideal Microstructures for Gas Sensors. Adv. Mater. ,2001,13(19) 1468-1472. ；Qian ff. P. , Z.Z.Gu, Fujishima A. , et al., Three-DimensionallyOrdered Macroporous Polymer Materials An Approach for Biosensor Applications.Langmuir，2002，18(11) :4526_4529.)、光子芯片(Ozin G. A.，Yang S. M, The Race forthe Photonic Chip Collidal Crystal Assembly in silicon Wafer.Adv.Funct.Mater. , 2001,11 (2) :95_104.)、光子带隙(Photonic band gap, PBG) (Lopez C. MaterialsAspects of Photonic Crystals. Adv. Mater. 2003,15(20) : 1679-1704)、吸附分离(Schroden R C, Al-Daous M, Sokolov S, et al. Hybrid macropous materials forheavy metal ion adsorption. J Mater Chem. ,2002,12 3261-3267.;李红玉，邓景衡，廖菊芳，等.巯基功能化3D0M TiO2-SiO2吸附剂制备及吸附性能研究冲山大学学报，2008，47(2) =69-73.;邬泉周，何建峰，李玉光.三维有序大孔氨基功能化材料的制备及其对Cr (VI)的吸附性能·应用化学，2009，26 (3) 367-369. =Yuan L. X. , Wang X. M.，ZhangX. , et al.Three-dimensionally ordered macroporous cross-linked polystyreneincorporating functional group via hydrophilic spacer arm. Chinese ChemicalLetters2010，21 =1493-1496.)等领域具有广泛应用前景，从而引起了国内外学者们极大兴趣，成为当前材料科学研究的热点之一。尽管3D0M材料的比表面积相对于介孔、微孔材料要小，然而已经证实，这些大孔以及孔与孔之间相互连通而排列有序的开孔结构，有利于物质从各个方向进入孔内，降低物质扩散阻力，为物质的扩散提供最佳流速及更高的效率。例如，Schroden 等(Schroden R C, Al-Daous M, Sokolov S, et al. Hybrid macropousmaterials for heavy metal ion adsorption. J Mater Chem. , 2002,12 :3261_3267.),在3D0M 二氧化钛和二氧化错的孔壁引入巯基基团，合成了孔径分别为300nm和480nm的巯基-金属氧化物打孔材料。该3D0M材料虽然较介孔材料具有较小的比表面积，但其孔径较大，大孔排列有序，且孔与孔之间有空窗相互连通，从而使溶液更容易的渗入其中，固其可有效的应用于溶液中重金属离子的吸附，且吸附量较高，是一种很有应用前景的废水清洁吸附剂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是一种新型柱状三维有序大孔螯合树脂(3D0M分离柱)的制备方法，并通过控制功能化的反应时间，对疏水骨架外部进行功能化可控反应，弓丨入亲水性且具有金属螯合作用的功能基团，同时由于骨架依然为疏水的结构，使材料仍能在使用后保持三维有序的大孔结构。提供了一种新型便捷的三维有序大孔螯合树脂的制备方法，即利用胶体晶模板技术并采用离心的方法制备柱状形态的SiO2模板，在通过自由基共聚的方法直接在SiO2模板上共聚形成一种带有活泼功能基团三维有序大孔材料，并对三维有序大孔材料的活泼基团进行相应功能化反应，制备具有螯合作用的新型柱状三维有序大孔螯合树脂的制备方法。本专利技术解决该技术问题的方案是，包括以下步骤 (I)柱状二氧化硅胶体晶模板的制备根据粒径范围的不同，采取以下方法之一方法一平均粒径范围在80nm 600nm的二氧化硅胶体晶模板的制备利用Stober-Fink-Hohn合成法，向二口瓶中依次加入无水乙醇、氨水、蒸懼水，揽拌均匀后，迅速加入正硅酸乙酯，其中质量比为氨水无水乙醇蒸馏水正硅酸乙酯=I : I 60 : I 5 : O. 2 10，反应8小时后将所得悬浊液置于玻璃离心管中于500 5000转/分钟的速度离心，待上层完全澄清后将上层清液吸出，将离心管置于空气中将残余溶液自然挥发干，即得到由二氧化硅微球堆砌而成规则的柱状模板。然后将模板连同玻璃离心管同时在马弗炉中于700°C下烧结2 8小时，缓慢降至室温，即得平均粒径范围在80nm 600nm的二氧化硅微球相互粘结的柱状二氧化硅胶体晶模板；或方法二 平均粒径范围在600nm 1200nm的柱状二氧化硅胶体晶模板的制备在制备平均粒径在80nm 600nm范围内的二氧化硅胶体晶模板的装置体系中，待正硅酸乙酯水解完全后，再补加相同质量配比的等量的氨水、无水乙醇、蒸馏水和正硅酸乙酯，重复I 4次，待水解完全后，将悬浊液置于离心管中于500 5000转/分钟的速度离心，待上层完全澄清后将上层清液吸出，然后将离心管置于室温下将残余液体自然挥发干，即得到由二氧化硅微球堆砌而成规则的柱状模板。将离心后所得的柱状模板在室温下将残余溶剂自然挥发尽，，然后将模板连同玻璃管同时在马沸炉中于200 800°C下烧结2 8小时，缓慢降至室温，即得平均粒径范围在600nm 1200nm的二氧化娃微球相互粘连的柱状胶体晶模板；(2)柱状三维有序大孔材料(3D0M)的制备将聚合单体、交联剂二乙烯基苯按比例和引发剂混合搅拌溶解，其中摩尔比单体二乙烯基苯=50 150 1，引发剂为单体和交联剂质量之和的O. 1% 10%，将混合液用滴管缓慢向装有上述步骤得到的80nm 1200nm已烧结柱状状胶体晶模板的玻璃离心管中，使溶液完全进入到模板内部，并将溶液浸没模板，然后将玻璃离心管上端密封并放入恒温箱中，30 40°C预聚合I 10小时，45 70°C聚合10 50小时，即得三维有序的聚合物/ 二氧化硅复合物，将柱状复合物上下两端的均聚物剥离，并保留其柱壁外围的共聚物薄层，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王小梅，李国辉，张旭，刘盘阁，王彦宁，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。