本发明专利技术是氨基功能化介孔氧化铝基双功能吸附剂的制备方法和应用。该方法是：室温下向Pluronic三嵌段共聚物P123或F127的乙醇溶液中加入浓硝酸或浓盐酸，搅拌均匀后加入异丙醇铝，将搅拌形成的溶液恒温蒸发，得介孔氧化铝—P123或F127复合原粉；再将原粉加入到四乙烯五胺、聚乙烯亚胺或三乙醇胺的乙醇溶液中，室温下依次经搅拌浸渍、离心分离、乙醇洗涤和干燥，制得所述吸附剂。本发明专利技术具有工艺简单、模板剂脱除和氨基功能化一步完成等优点，该吸附剂对Cr(VI)和CO2具有良好的吸附性能，尤其是在1min内对Cr(VI)的去除率可达90%以上，对Cr(VI)浓度小于50mg/L溶液的去除率可达100%。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及负载型氧化铝复合材料制备和应用的
，确切地说是一种用于剧毒污染物Cr(VI)和主要温室气体CO2吸附的氨基功能化介孔氧化铝基双功能复合吸附剂的制备方法和应用。
技术介绍
重金属铬污染主要来源于采矿、化工、电镀、皮革等工业废水和垃圾渗滤液等。铬在水环境中存在的价态主要是Cr(III)和Cr(VI)，其中Cr(VI) —般以Cr2O42' Cr2072_和Cr042_三种阴离子形式存在，受水中有机物、氧化还原物质、温度和硬度等条件的影响。不同铬化合物的毒性不同，以Cr(VI)的毒性最大，其毒性是Cr (III)毒性的100倍，且容易被人体吸收并在身体内蓄积。铬对人体的危害主要表现为(I)对皮肤有刺激和过敏作用；(2)会引起鼻中隔膜穿孔、咽喉炎和肺炎等呼吸系统损害；(3)会对肠胃和肝脏造成不良影响；(4)长期接触会导致肺癌。此外，海洋水生生物对铬有较强的富集能力，铬浓度为5mg/L时会使鱼类中毒，而浓度达20mg/L时可使鱼类死亡；土壤中过量的铬能抑制玉米、水稻、棉花和萝卜等农作物的生长，使其不同程度的减产，并可降低农作物的发芽率和根的数量。鉴于Cr(VI)污染的严重危害，对其治理就显得非常必要。和液液萃取、离子交换、反渗透、化学沉淀和膜分离等在内的废水处理方法相比，吸附法具有简便、容易操作、选择性高和通用性强等优点，尤其是它能够有效净化低浓度的重金属离子废水。CN101890338A公开了一种纳米SiO2K附材料的制备方法和用途。首先制备纳米SiO2,并将其在110°C下预处理4h ;将预处理后的纳米SiO2溶于甲苯中，超声脱气，加入氨丙基三乙氧基硅烷等功能化试剂后，再次超声脱气。在队保护条件下于75 80°C下搅拌反应7h以上，之后加入ClOC-C6H4CH2P(C6H5)3BrU, 2-二氯乙烷和无水吡唆，在80°C反应6h以上制得功能化纳米SiO2吸附材料，并将其用于环境中痕量Cr2 072_的分离/富集。但该方法存在着工序较多、工艺复杂、条件苛刻和甲苯等有机溶剂有毒的严重缺点。近年来，“温室效应”引起的气候变暖已成为一个全球性环境问题，而煤等化石燃料燃烧产生的CO2是导致全球变暖的主因。CO2的捕获和储存被视为温室气体减排的最有效手段之一，目前CO2的捕获分离方法主要有溶剂吸收法、膜分离法和多孔固体吸附法等。溶剂吸收法可以很好地实现CO2的分离，但能耗大、费用高、对设备腐蚀严重。膜分离法中的膜材质主要是高分子聚合物，此类材料不仅再生性能较差，而且高温下易于分解，限制了其应用。多孔固体吸附法较容易实现吸附-脱附循环过程，采用的固体吸附剂包括碳(基)材料、沸石、金属有机框架化合物、金属氧化物和水滑石类化合物等，通过负载有机胺对其进行改性，提高其表面碱性位数量和碱强度是提高其CO2吸附能力的有效方法。CN102284273A公开了一种复合型介孔硅/有机质CO2吸附剂的制备方法和应用，该方法首先制备出介孔分子筛MCF和SBA-15，然后采用浸溃法在介孔材料表面负载聚乙烯亚胺、四乙烯五胺和聚乙二醇等有机改性物质，以提高吸附剂对CO2的吸附选择性和多次吸脱附的稳定性。但该方法首先需要制备出介孔分子筛载体，再通过浸溃工序制备出产物，工艺较复杂，而且焙烧脱除模板剂的过程还会消耗大量能量并破坏前驱物的孔结构。综上，开发制备方法简便、条件温和、对剧毒污染物Cr (VI)和温室气体CO2都具有优异吸附性能的低成本双功能吸附剂具有重要的科学意义和良好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种制备方法简便、条件温和并且不需要通过焙烧除去除模版剂的氨基功能化介孔氧化铝基双功能吸附剂的制备和使用方法，所制备的产物对水体中的剧毒污染物Cr(VI)和温室气体CO2都具有良好的吸附性能。本专利技术解决其技术问题采用以下的技术方案 首先，将0. 01-3g Pluronic三嵌段共聚物在室温下充分搅拌以溶解于l_20ml乙醇中。随后，向上述溶液中加入0. 1-1. 5ml、65wt%的浓硝酸或37wt%的浓盐酸,室温下搅拌混合均匀。然后，向上述混合溶液中加入0.4-3. 06g异丙醇铝，在室温下充分搅拌形成透明溶液。将上述透明溶液放入烘箱中，恒温蒸发一段时间后得到介孔氧化铝一P123或F127复合材料原粉。将一定量有机胺室温下搅拌溶解于乙醇中，取0. 2-3g上述原粉加入到该有机胺的乙醇溶液中，室温下充分搅拌浸溃后，经离心分离、乙醇洗涤除模版剂和干燥，制得氨基功能化介孔氧化铝基吸附材料。所述的Pluronic 三嵌段共聚物为 Pl23 (EO20PO70EO20), F127 (EOici6PO7ciEOici6)或它们的混合物。所述的有机胺为四乙烯五胺、聚乙烯亚胺和三乙醇胺中的任意一种或它们的混合物，质量为2 10g。所述的有机胺溶剂为乙醇，体积为2(Tl00ml。所述的氨基功能化介孔氧化铝基浸溃产物的干燥温度为8(noo°c、干燥时间为6 12h。将所述氨基功能化介孔氧化铝基双功能吸附剂用于剧毒污染物Cr(VI)和主要温室气体CO2的吸附。将所述的氨基功能化介孔氧化铝基双功能吸附剂应用于剧毒污染物Cr(VI)的吸附时，其浓度为l(T200mg/l、溶液的pH为2飞。本专利技术依据的基本反应原理是一方面，功能化过程中引入的氨基在酸性水溶液中质子化形成带正电荷的NH3+,然后主要通过静电作用吸附带负电荷的Cr2072_;另一方面，氨基通过与CO2形成氨基甲酸盐等化合物，实现对CO2的吸附固定。在介孔氧化铝一P123或F127复合材料原粉制备阶段，通过Pluronic三嵌段共聚物的结构导向作用，形成介孔结构；在氨基功能化过程中，Pluronic三嵌段共聚物的存在有利于有机胺在载体上的分散，从而有效促进所制备氨基功能化产物对Cr(VI)和CO2的吸附。本专利技术与现有多孔固体吸附剂的制备技术相比，具有以下主要优点 1)工艺简单，实现了模板剂脱除和氨基功能化的一步完成； 2)条件温和，避免采用苛刻的反应条件，尤其是省掉了焙烧除去Pluronic三嵌段共聚物的过程，大幅度降低了能耗； 3)所制备的氨基功能化功能化介孔氧化铝基复合材料对主要温室气体CO2和水体中的剧毒污染物Cr(VI)均具有良好的吸附性能，具有双功能吸附特性。4)所制备的氨基功能化介孔氧化铝基复合材料对Cr(VI)的吸附速率极快，并且吸附量很大。附图说明图1为实施例1飞所制备的氨基功能化介孔氧化铝基吸附材料在室温下对CO2的吸附等温线。图2为实施例1飞所制备的介孔氧化铝一P123或F127复合材料原粉在室温下对CO2的吸附等温线。图3为实施例1所制备的氨基功能化介孔氧化铝基吸附材料和介孔氧化铝原粉在室温下对Cr(VI)的吸附动力学曲线； 图4为实施例1所制备的氨基功能化介孔氧化铝基吸附材料和介孔氧化铝原粉在室温下对Cr (VI)的吸附等温线。具体实施例方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明，这些实施例仅仅是对本专利技术较佳实施方式的描述，但并不局限于下面所述内容。实施例1 : 首先将3g P123在室温下充分搅拌溶解于20ml乙醇中。接着，加入1. 5ml、65wt%的浓硝酸，室温下搅拌混合均匀。然后，加入3. 06g异丙醇铝，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氨基功能化介孔氧化铝基双功能吸附剂的制备方法，其特征是包括以下步骤：在室温下充分搅拌，将0.01?3g?Pluronic三嵌段共聚物溶解在1?20ml乙醇中；向该溶液中加入0.1?1.5ml、65wt%的浓硝酸或37wt%的浓盐酸，室温下充分搅拌，得到混合溶液；然后，向所述混合溶液中加入0.4?3.06g异丙醇铝，在室温下充分搅拌形成透明溶液；将所述透明溶液放入烘箱中恒温蒸发，得到介孔氧化铝—P123或F127复合材料原粉；取0.2?3g上述原粉加入到有机胺的乙醇溶液中，室温下充分搅拌浸渍，经离心分离、乙醇洗涤除模版剂和干燥，制得氨基功能化介孔氧化铝基双功能吸附剂。
【技术特征摘要】
1.一种氨基功能化介孔氧化铝基双功能吸附剂的制备方法，其特征是包括以下步骤:在室温下充分搅拌，将0.01-3g Pluronic三嵌段共聚物溶解在l-20ml乙醇中；向该溶液中加入0.1-1.5ml、65wt%的浓硝酸或37被％的浓盐酸，室温下充分搅拌，得到混合溶液；然后，向所述混合溶液中加入0.4-3.06g异丙醇铝，在室温下充分搅拌形成透明溶液；将所述透明溶液放入烘箱中恒温蒸发，得到介孔氧化铝一P123或F127复合材料原粉；取0.2-3g上述原粉加入到有机胺的乙醇溶液中，室温下充分搅拌浸溃，经离心分离、乙醇洗涤除模版剂和干燥，制得氨基功能化介孔氧化铝基双功能吸附剂。2.根据权利要求1所述的氨基功能化介孔氧化铝基双功能吸附剂的制备方法，其特征在于所述的Pluronic三嵌段共聚物为P123、F127或它们的混合物。3.根据权利要求1所述的氨基功能化介孔氧化铝基双功能吸附剂的制备方法，其特征在于所述的有机胺为四乙烯五胺、聚乙烯亚胺和三乙...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡卫权，谈立君，余家国，程蓓，弗朗西斯·沃波特，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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