苯乙烯与乙烯基咪唑共修饰硅胶吸附剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于功能化硅胶吸附剂的合成技术领域，具体涉及一种苯乙烯与乙烯基咪 唑共修饰硅胶吸附剂及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 离子液体键合硅胶因其独特的性质作为色谱固定相、固相萃取剂、催化剂和吸附 剂等材料而受到广泛关注，其制备通常是基于齒烷基硅烷偶联剂将离子液体负载到硅胶 上，该类材料与目标物间存在疏水性作用、氢键作用、JT-JT作用和阴离子交换作用。当作为 吸附剂时，主要呈现阴离子交换吸附的性质，有利于吸附低PK a值在水溶液中主要以阴离子 形态存在的化合物。然而，存在的问题是水中通常存在大量的盐，盐的存在将严重抑制该类 材料的吸附性能，限制其应用范围。点击化学可实现碳杂原子之间的连接，具有反应条件温 和、操作简便、反应速率高和副产物少等优点。巯基-烯基反应具有点击化学的所有特点， 为修饰硅胶提供了新的途径。
【发明内容】
[0003] 本发明解决的技术问题是提供了一种选择性高、吸附量大且合成过程可控的苯乙 烯与乙烯基咪唑共修饰硅胶吸附剂及其制备方法和应用。
[0004] 本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，苯乙烯与乙烯基咪唑共修饰硅胶 吸附剂，其特征在于该吸附剂具有如下结构
[0005] 本发明所述的苯乙烯与乙烯基咪唑共修饰硅胶吸附剂的制备方法，其特征在于具 体步骤为：（1)将8. Og活化硅胶和50mL无水甲苯加入反应容器中，然后滴加4. Og 3-巯丙 基三甲氧基硅烷，搅拌回流36h，冷却至室温后过滤，滤饼依次用无水甲苯、甲醇、去离子水、 甲醇和乙醚清洗后于60°C干燥12h得到产物Sil-MPS ;(2)将4. Og Sil-MPS、50mL干燥乙腈 和0. 03g偶氮二异丁腈加入到反应容器中，分别滴加 I. 5mL苯乙稀和I. 3mLl-乙烯基咪挫， 在氮气保护下，于75°C搅拌反应48h，冷却至室温后过滤，滤饼依次用乙腈和乙醚清洗后得 到目标产物淡黄色固体粉末吸附剂。
[0006] 本发明所述的苯乙烯与乙烯基咪唑共修饰硅胶吸附剂的制备方法中的反应方程 式为：
[0007] 本发明所述的苯乙烯与乙烯基咪唑共修饰硅胶吸附剂的应用，其特征在于具体步 骤为：在50mL初始浓度为50 μ g/mL的双酚A溶液中加入30mg上述吸附剂，控制温度为 30°C，60min达到吸附平衡。
[0008] 本发明基于疏基-稀点击化学反应，将苯乙稀和1-乙烯基咪唑同时键合到硅胶 上，所制备的吸附剂与目标物间呈现疏水性作用、氢键作用和JT-JT作用，利于从水中选择 性吸附双酚A，而不受水中盐的影响。该吸附剂结构新颖、合成过程可控且操作简便，对双酚 A具有良好的吸附效果，可广泛用于对水中双酚A的去除和选择性吸附。
【附图说明】
[0009] 图1是本发明实施例1制得的Sil-MPS和吸附剂的红外光谱图； 图2是本发明实施例3中时间对吸附双酚A的影响曲线； 图3是本发明实施例4中氯化钠浓度对吸附双酚A的影响曲线。
【具体实施方式】
[0010] 以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本 发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发 明的范围。
[0011] 实施例1 吸附剂的合成 (1) 将8. Og活化硅胶和50mL无水甲苯加入三颈瓶，滴加4. Og 3-巯丙基三甲氧基硅 烷，搅拌回流36h，冷却至室温后过滤，滤饼依次用甲苯、甲醇、去离子水、甲醇和乙醚清洗后 于60°C干燥12h得到目标产物记为Sil-MPS ; (2) 将4. Og Sil-MPS、50mL干燥乙腈和0. 03g偶氮二异丁腈加入三颈瓶，分别滴加 I. 5mL苯乙烯和I. 3mL 1-乙烯基咪唑，在N2保护下，于75°C搅拌反应48h，冷却至室温后过 滤，滤饼依次用乙腈和乙醚清洗后得到目标产物淡黄色固体粉末吸附剂。
[0012] 图1为本实施例制得的Sil-MPS和吸附剂的红外光谱图。图中802cm 1和IlOOcm 1 为硅胶的特征吸收峰，689cm 1为碳-硫键的特征吸收峰，2940cm 1为碳-氢键的特征吸收 峰，吸收峰1456cm 1证明苯环的存在，1564cm 1是咪唑环的特征吸收峰，红外光谱证明成功 合成了苯乙烯与乙烯基咪唑共修饰硅胶吸附剂。
[0013] 实施例2 吸附剂的吸附选择性 在吸附质初始浓度50 μ g/mL，体积50mL，吸附剂加入量30mg，控制温度为30°C，振荡速 度160r/min，振荡6h的条件下，该吸附剂对2-硝基酚、3-硝基酚和4-硝基酚的吸附量分 别为4. lmg/g、4. 5mg/g和2. 5mg/g，相同条件下，对双酸A的吸附量为24. 6mg/g，由此可见， 合成的吸附剂可选择性吸附双酚A。
[0014] 实施例3 吸附剂的吸附动力学 在50mL初始浓度50 μ g/mL的双酚A溶液中，加入30mg吸附剂，控制温度为30°C，振 荡速度160r/min，结果见图2。该吸附剂吸附速率快，IOmin双酚A的吸附量达21. 2mg/g， 60min达到吸附平衡。
[0015] 实施例4 干扰实验 在50mL初始浓度为50 μ g/mL的双酚A溶液中，加入30mg吸附剂，控制温度为30 °C，振 荡速度160r/min，振荡时间3h，氯化钠的存在对吸附的影响见图3。由此可见，合成的吸附 剂在盐如氯化钠的存在下，其吸附性能不受影响。
[0016] 以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该 了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原 理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入 本发明保护的范围内。
【主权项】
1. 苯乙烯与乙烯基咪唑共修饰硅胶吸附剂，其特征在于该吸附剂具有如下结构：2. -种权利要求1所述的苯乙烯与乙烯基咪唑共修饰硅胶吸附剂的制备方法，其特征 在于具体步骤为：（1)将8.Og活化硅胶和50mL无水甲苯加入反应容器中，然后滴加4.Og 3_巯丙基三甲氧基硅烷，搅拌回流36h，冷却至室温后过滤，滤饼依次用无水甲苯、甲醇、去 离子水、甲醇和乙醚清洗后于60°C干燥12h得到产物Sil-MPS; (2)将4.OgSil-MPS、50mL 干燥乙腈和0. 03g偶氮二异丁腈加入到反应容器中，分别滴加I. 5mL苯乙稀和I. 3mLl-乙 烯基咪唑，在氮气保护下，于75°C搅拌反应48h，冷却至室温后过滤，滤饼依次用乙腈和乙 醚清洗后得到目标产物淡黄色固体粉末吸附剂。3. 权利要求1所述的苯乙烯与乙烯基咪唑共修饰硅胶吸附剂的应用，其特征在于具体 步骤为：在50mL初始浓度为50yg/mL的双酚A溶液中加入30mg上述吸附剂，控制温度为 30°C，60min达到吸附平衡。
【专利摘要】本发明公开了一种苯乙烯与乙烯基咪唑共修饰硅胶吸附剂及其制备方法和应用，属于功能化硅胶吸附剂的合成技术领域。本发明的技术方案要点为：苯乙烯与乙烯基咪唑共修饰硅胶吸附剂，具有如下结构：？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？。本发明还公开了该苯乙烯与乙烯基咪唑共修饰硅胶吸附剂的制备方法和应用。本发明的吸附剂结构新颖、合成过程可控且操作简便，对双酚A具有良好的吸附效果，可广泛用于对水中双酚A的去除和选择性吸附。
【IPC分类】B01J20/286, B01J20/30, C02F1/58, C02F1/28
【公开号】CN105032382
【申请号】CN201510544040
【发明人】叶存玲, 王治科, 王慎, 武聪慧
【申请人】河南师范大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月31日