[发明专利]一种改性有序介孔有机硅材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性有序介孔有机硅材料的制备方法，由该方法制备的改性有序介孔有机硅材料，以及该改性有序介孔有机硅材料作为吸附材料的应用。

背景技术

1992年，Mobil公司首次合成出具有有序孔道结构的M41S型介孔分子筛系列材料，自此以来，介孔材料一直以其有序的孔道结构、大的比表面积等结构特点深受科学家们的关注。随着介孔材料的发展，一种非常独特的介孔材料----有序介孔有机硅材料诞生了，短短几年内，多样性的孔壁结构又一次掀起了对介孔材料研究的热潮。从杂化材料方面说，有序介孔有机硅材料是一种非常有用的材料，它在分离、催化、吸附等领域都具有广泛的应用价值。

目前，不同的有序介孔有机硅材料的合成一般有以下两种方法：（1）由于有序介孔有机硅材料通常是通过不同的桥联倍半硅氧烷制得的，因此，可以改变前驱体来合成不同的有序介孔有机硅材料；（2）利用改性的方法使有序介孔有机硅材料具有新的功能。

其中，利用改性的方法制备的有序介孔有机硅材料不仅操作方法简单，而且可用的改性物质选择面广，易于拓宽材料的应用范围。

目前，以硅基介孔材料作为基质，巯基作为修饰基团所合成的材料有很多，但以多硫化物进行有机介孔有机硅材料的修饰的研究甚少。

因此，对以多硫化物进行有机介孔有机硅材料的修饰的研究还有待于进一步研究和探讨。

发明内容

本发明的目的是为了提供实现用双(三乙氧基硅基)-烷基多硫化物对有序介孔有机硅材料（PMO）进行改性以提高PMO材料的应用价值的方法，以及由该方法制备的改性PMO材料和该改性PMO材料作为吸附材料的应用。

本发明提供一种改性有序介孔有机硅材料的制备方法，该方法包括：先将有序介孔有机硅材料分散在有机溶剂中配制成悬浮液，再在水解缩合反应条件下，将双(三乙氧基硅基)-烷基多硫化物与所述悬浮液进行接触；所述双(三乙氧基硅基)-烷基多硫化物的通式为(C₂H₅O)₃Si-R-S_x-R’-Si(OC₂H₅)₃，其中，R和R’各自为C1-C10的亚烷基，x≥2；优选地，R和R’各自为C1-C5的亚烷基，4≥x≥2；更优选地，R和R’各自为亚丙基，x=4或2。

本发明还提供了由上述方法制备的改性有序介孔有机硅材料。

本发明还提供了所述改性有序介孔有机硅材料作为吸附材料的应用。

根据本发明提供的所述改性有序介孔有机硅材料的制备方法，通过将有序介孔有机硅材料（PMO）分散在有机溶剂中配制成悬浮液，再在水解缩合反应条件下，使通式为(C₂H₅O)₃Si-R-S_x-R’-Si(OC₂H₅)₃的双(三乙氧基硅基)-烷基多硫化物两端的乙氧基（-OC₂H₅）水解后与PMO材料的硅羟基（Si-OH）发生缩合反应，从而实现将双(三乙氧基硅基)-烷基多硫化物与PMO材料共价结合。本发明的发明人通过实验发现，如此制备的改性有序介孔有机硅材料不仅没有破坏有序介孔有机硅材料原有的有序介孔结构，而且还有多硫键存在。

在根据本发明提供的所述方法制备的改性PMO材料中，由于多硫键的存在，该改性PMO材料对于水中重金属离子中的汞离子的吸附性能明显改善，这种新型有序介孔有机硅材料在分离科学、环境科学领域都具有潜在的应用价值。

本发明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发明的进一步理解，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发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为有序介孔有机硅材料（PMO）与本发明提供的所述改性有序介孔有机硅材料（PMO-GN-1）的红外光谱图（FTIR）；

图2为有序介孔有机硅材料（PMO）与本发明提供的所述改性有序介孔有机硅材料（PMO-GN-1）的X射线衍射图（XRD）。

具体实施方式

以下对本发明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发明，并不用于限制本发明。