[发明专利]一种硅胶化合物、其制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅胶化合物，具体地说，涉及一种化学改性键合 硅胶、其制备方法及其应用。

背景技术

近30年来，在我国经济迅猛发展的同时，环境污染问题也日益 严重，特别是重金属残留是我国最严重的污染形式之一。重金属污染 是指由重金属或其化合物造成的环境污染，主要是由于采矿、废气排 放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。重金属在污染土壤、 大气和水体以后，会进入食物链，并最终进入人体。并且由于生物放 大效应，在食物链从低级向高级的进展过程中，重金属等有害物质会 逐渐富集，其在生物体内的含量将越来越大。如果重金属离子在人体 内蓄积，将给人体带来难以修复的损伤，剂量大时甚至会直接导致死 亡。在“世界十大污染事件”中，“水俣病”事件和“痛痛病”事件 分别是由重金属汞和镉引起的。重金属残留造成的巨大危害已经使得 人们不得不正视它的存在、并努力寻找解决办法。

中药中的重金属主要来源于土壤污染、中药自身代谢的需要及对 某种金属元素的富集能力、工业“液体、废气、废渣”的污染、农药 和肥料的污染以及在仓储、加工、炮制过程中的污染等。中药中过高 的重金属残留已经是不争的事实，这不仅严重损害了中药的形象，也 给我国造成了极大的经济损失。当前，国际上进口中药材和中成药的 国家和地区对中药材、中成药的重金属含量都提出了严格要求。我国 国家对外贸易经济合作部出台和实施的《药用植物及制剂进出口绿色 行业标准》中对重金属的限量指标为：重金属总量应≤20.0mg/kg，铅 (Pb)≤5.0mg/kg，镉(Cd)≤0.3mg/kg，汞(Hg)≤0.2mg/kg，铜(Cu) ≤20.0mg/kg，砷(As)≤2.0mg/kg。因此，在保证中药中的有效成分不 被破坏、保持药效的前提下尽可能地降低中药中的重金属含量已经成 了中药研究领域的热点。

目前，常用的去除中药提取液或电镀废液等液体中重金属的方法 有以下几种：膜分离法、离子交换处理法、溶剂萃取分离法、吸附法 和螯合树脂去除法等。

但是，上述方法都存在许多缺点，这些缺点限制了它们在实际生 产中的推广和应用。例如：

膜分离法，由于其分离功能依靠膜来实现，在使用过程中总会发 生膜的污染和通量的衰减，因此需要经常清洗和维护，这大大限制了 膜分离法的推广和应用，同时中药提取液的异常复杂的成分增加了膜 被污染的几率。

离子交换处理法所使用的离子交换剂一般都呈现出一定的酸碱 性，这对中药提取液中的有效成份具有一定的破坏作用；同时，离子 交换剂本身携带的电荷也有可能对中药提取液中的有效成份产生影 响。这就限制了离子交换法在去除中药中的重金属离子方面的应用。

溶剂萃取分离法在萃取过程中容易发生溶剂的流失，并且在络合 剂和溶剂再生过程中需要消耗大量的能源，同时，溶剂萃取分离法中 必须用到有机溶剂，其会萃取出中药提取液中的有效成分，严重影响 中药的药效，因此溶剂萃取分离法的应用受到很大的限制。

吸附法因其易吸附中药提取液中的有效成份，而难以吸附重金属 离子，使得吸附法的应用受到很大的限制。同时，吸附剂的再生循环 不易实现。

螯合树脂法的选择性单一，这是因为中药提取液中的铅、镉、汞 和铜元素一般以阳离子形式存在，但砷元素则既能以阳离子形式存 在，也能以阴离子形式存在，重金属相对复杂的存在形式使得必须联 合使用多种螯合树脂，不仅增加了成本，延长了操作时间，也使得螯 合树脂的再生循环无法方便地实现。

用超临界流体萃取法去除重金属离子的研究才刚刚起步，而超临 界流体萃取方法对设备的要求比较严格、设备造价较高，所以目前该 技术在去除中药提取液中的重金属方面尚没有工业化的实例。

综上所述，发展具有工业化前景的新型、高效、迅速、便捷的脱 除中药提取液或电镀废液等液体中的重金属离子的方法具有非常重 要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种能高效、快速、便捷地去除中药提取液 或电镀废液等液体中含有的重金属离子的硅胶化合物。

为了实现本发明目的，本发明的一种硅胶化合物，其结构如通式 (I)所示：

其中，X为氧原子、氮原子或硫原子；Y为芳基、杂芳基或杂环 基。