[发明专利]双吡唑功能化SBA-15介孔材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了双吡唑功能化SBA‑15介孔材料及其制备方法和应用。该制备方法包括下述步骤：在DPP、碱与四氢呋喃的混合物中，加入TEPIC，加热回流，然后加入SBA‑15，反应，即可；所述的DPP是4‑(二(1H‑吡唑‑1‑基)甲基)苯酚，所述的TEPIC是3‑三乙氧基甲硅烷基‑丙基‑异氰酸酯。本发明的双吡唑功能化SBA‑15介孔材料对Cr(III)和Cr(VI)的吸附容量大、吸附选择性高、对共存离子的抗干扰能力强，材料的再生能力强，所开发的检测方法具有灵敏度高、精密度好、检测效率高的优点。

技术领域

本发明涉及介孔材料领域，具体涉及双吡唑功能化SBA-15介孔材料及其制备方法和应用。

背景技术

鉴于对环境污染控制的日益关注，目前对各种基质中重金属的研究和测定有很高需求。铬是重要污染物之一，主要以六价铬[Cr(VI)]和三价铬[Cr(III)]的形式存在于地表和水环境中。痕量级的Cr(III)被认为是必要的营养元素，但Cr(VI)却具有致癌性和致突变性，也可引起过敏性皮炎。仿真饰件(如人造指环、耳环、项链等)，由于长期持续与皮肤接触，对人体而言是重要的金属暴露源，可能会导致皮炎。因此，对仿真饰品中的Cr(VI)进行准确、快速测定，对我们的日常生活十分重要。

测定铬含量的分析技术包括电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和火焰原子吸收光谱法(FAAS)等，但这些技术单独使用，都只能实现对铬元素总含量的测定。为了实现对Cr(III)或Cr(VI)的测定，仪器技术和固相萃取(SPE)联用已经被广泛研究。用SPE对Cr(III)和Cr(VI)进行分离是通过官能化吸附剂进行选择性吸附，这一方法具有很高的预浓缩和分离效果，如Cr(VI)-吡咯烷二硫代甲酸铵(APDC)改性碳纳米管、Cr(III)-吡咯烷二硫代甲酸铵聚合物、Cr(III)-印记聚合物微球等。然而，以上吸附剂吸附容量和吸附速度仍有待提高。

介孔二氧化硅材料具有表面积大、机械稳定性高的特点，被应用于重金属的分离和预浓缩。此外，由于介孔二氧化硅材料表面存在硅羟基，可实现官能化，因此，可针对不同用途，设计不同的官能基团进行接枝改性。目前，胺基、四唑基、咪唑基和硫醚基改性的介孔二氧化硅已实现对不同金属离子如Pb(II)、Zn(II)、Cd(II)、Cu(II)和Hg(II)的吸附。对于Cr(III)和Cr(VI)的分离，胺基、氨丙基、咪唑和三唑基团等含N功能单体已经实现接枝到介孔二氧化硅吸附剂上，并表现出一定的吸附选择性和效率。因此，通过优化设计介孔二氧化硅材料表面的官能基团，实现对Cr(III)和Cr(VI)的分离，对应用于Cr(VI)的检测，将具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的吸附材料对Cr(III)和Cr(VI)的吸附容量不高、选择性吸附不高、对共存离子的抗干扰能力不强、材料再生能力差的缺陷，提供了一种双吡唑功能化SBA-15介孔材料及其制备方法和应用。本发明的双吡唑功能化SBA-15介孔材料对Cr(III)和Cr(VI)的吸附容量大、吸附选择性高、对共存离子的抗干扰能力强，材料的再生能力强，所开发的检测方法具有灵敏度高、精密度好、检测效率高的优点。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明提供了一种双吡唑功能化SBA-15介孔材料的制备方法，其包括下述步骤：

在DPP、碱与四氢呋喃的混合物中，加入TEPIC，加热回流，然后加入SBA-15，反应，即可；

所述的DPP是4-(二(1H-吡唑-1-基)甲基)苯酚，所述的TEPIC是3-三乙氧基甲硅烷基-丙基-异氰酸酯。

本领域技术人员均清楚，DPP是4-(二(1H-吡唑-1-基)甲基)苯酚，化学结构式为

本领域技术人员均清楚，TEPIC是3-三乙氧基甲硅烷基-丙基-异氰酸酯，化学结构式为