[发明专利]采用脲醛树脂作有机骨架制备氨基功能化介孔二氧化硅的方法

摘要

采用脲醛树脂作有机骨架制备氨基功能化介孔二氧化硅的方法，采用脲醛树脂作为有机物骨架，制备得到以脲醛树脂为骨架的二氧化硅复合材料，再对二氧化硅复合材料进行逐步加热，得到高纯度和高活性的介孔二氧化硅。然后采用氯化亚砜对介孔二氧化硅进行氯代，再采用乙二胺胺化，最后采用丙烯酰胺接枝得到胺基功能化介孔二氧化硅。本发明提供的胺基功能化介孔二氧化硅采用脲醛树脂作为有机物骨架，制备的胺基功能化介孔二氧化硅具有较大比表面积，具有合成成本低、产品产量大、产品质量稳定的特点，解决了现有氨基功能化介孔二氧化硅在生产中存在的关键问题。

主权项

1.采用脲醛树脂作有机骨架制备氨基功能化介孔二氧化硅的方法，其特征是：采用脲醛树脂作为有机物骨架，制备得到以脲醛树脂为骨架的二氧化硅复合材料，再对二氧化硅复合材料进行逐步加热，得到高纯度和高活性的介孔二氧化硅；然后采用氯化亚砜对介孔二氧化硅进行氯代，再采用乙二胺胺化，最后采用丙烯酰胺接枝得到胺基功能化介孔二氧化硅；其具体操作步骤如下：A、将正硅酸乙酯加入反应釜中，启动搅拌，在搅拌的情况下逐步加入乙醇，然后再缓慢加入去离子水，获得混合溶液，其中正硅酸乙酯、乙醇及去离子水的质量比为1：0.8～1.2：3～5；B、用1:1的盐酸溶液与氨水调节混合溶液的pH值至1.5～2.5，然后在15～25℃下搅拌8～12小时，再用1:1的盐酸溶液与氨水重新调节pH值至1.5～2.5；C、加入尿素搅拌，待尿素完全溶解后迅速加入40%的甲醛溶液快速搅拌1～2分钟，获得悬浮液，其中正硅酸乙酯、尿素及甲醛溶液的质量比为1：0.25～0.35：0.5～0.7；D、将得到的悬浮液在15～60℃下静置24～72小时，得到絮状混合物，再加入足量的去离子水，并快速搅拌，获得含白色固体沉淀物的浆体；E、用袋式过滤机过滤，得到白色沉淀物，加入足量的乙醇洗涤，随后放入干燥器中，在低于70℃下完全干燥，得到以脲醛树脂为骨架的二氧化硅复合材料；F、将以脲醛树脂为骨架的二氧化硅复合材料在100～140℃下加热干燥8～16小时，然后在150～200℃下加热0.5～2小时，220～250℃下加热1～3小时，265～280℃下加热1～3小时，300～330℃下加热1～3小时，500～600℃下加热2～6小时，逐步地完全去除脲醛骨架，得到的白色固体物质为介孔二氧化硅，然后将介孔二氧化硅压碎成粒度为小于100目的粉末状；J、在反应釜中加入氯化亚砜溶液，然后将粉末状的介孔二氧化硅加入反应釜中，在60～90℃下搅拌8～16小时，过滤后获得滤渣，滤渣用足量的四氢呋喃洗涤，在40～60℃环境下真空干燥，获得干燥后的滤渣，其中正硅酸乙酯与氯化亚砜溶液的质量比为1: 4～5；H、在反应釜中加入乙二胺溶液，再将干燥后的滤渣加入到乙二胺溶液中，在100～140℃冷凝回流条件下搅拌加热24～48小时，形成黄色沉淀物，将形成的黄色沉淀物真空过滤，然后用足量无水乙醇洗涤，在30～50℃下烘干，其中正硅酸乙酯与乙二胺溶液的质量比为1: 4～5；I、将烘干后的黄色沉淀物放入反应釜中，加入无水乙醇搅拌，同时接入氮气排氧，当黄色沉淀物分散后，依次缓慢加入0.8～1.2mol/L丙烯酰胺溶液和0.15～0.25mol/L硝酸铈铵溶液，获得混合物，然后调节反应温度20～50℃，搅拌反应8～16小时，随后压榨过滤获得滤饼，滤饼用足量乙醇洗涤，70℃以下干燥，得到胺基功能化介孔二氧化硅；其中正硅酸乙酯与无水乙醇、丙烯酰胺溶液及硝酸铈铵溶液的质量比为1：3～4: 0.5～0.7：0.05～0.15；采用脲醛树脂作有机骨架制备的胺基功能化介孔二氧化硅合成化学反应式如下：。