[发明专利]用于吸附重金属离子的羧基化MCM-41介孔分子筛及制法

权利要求书

1.用于吸附重金属离子(铜、铬、铅、镉、钴、镍、锌、铁、汞、银、钡等)的羧基化MCM-41介孔分子筛，其特征在于，所述的材料是以介孔分子筛MCM-41为载体，表面含有有机官能基团(-COOH)；其结构式如下所示：

其中，Y＝OEt或OCH₃；m＝0，1或2；n＝1，2，3...

2.根据权利要求1所述的用于吸附重金属离子的羧基化MCM-41介孔分子筛的制备方法，其特征在于它是这样实现的：

(1)按照文献(M.V.Landau，S.P.Varkey，M.Herskowitz.Wetting stability ofSi-MCM-41 mesoporous material in neutral，acidic and basic aqueous solutions.Microporous and Mesoporous Materials，33(1999)：149-163.)合成介孔分子筛MCM-41。

(2)采用两步后嫁接法用氨基硅烷偶联剂和卤代酸对MCM-41进行修饰：

a、将煅烧过的MCM-41分子筛在150～180℃下活化3～5h后，置于含无水甲苯溶剂的烧瓶中，加入氨基硅烷偶联剂，在N₂保护下，80～130℃回流搅拌反应2～3d，冷却，过滤，同时分别用甲苯、乙醇、乙醚进行洗涤，得到白色产物NH₂-MCM-41，室温下干燥过夜。其中各原料重量百分比组成为：MCM-41分子筛2％～4％，无水甲苯溶剂80％～95％，氨基硅烷偶联剂2％～8％。

b、将卤代酸溶于少量去离子水中，用1MNa₂CO₃将pH值调至7.0左右，加入NH₂-MCM-41后继续调节pH值至7.4，再加入体积为此时液体2～3倍的pH为7.4的缓冲溶液，室温搅拌2～3d，过滤，同时分别用去离子水、乙醇、乙醚进行洗涤，得到白色产物MCM-41-N[(CH₂)_nCOOH]₂。所述的卤代酸∶NH₂-MCM-41的质量比为1～2∶1。

3.根据权利要求1所述的用于吸附重金属离子的羧基化MCM-41介孔分子筛的制备方法，其特征在于氨基硅烷偶联剂可选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、多氨基烷基三烷氧基硅烷等，优选γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

4.根据权利要求1所述的用于吸附重金属离子的羧基化MCM-41介孔分子筛的制备方法，其特征在于卤代酸可选用一溴代乙酸、一氯代乙酸、β-溴丙酸、β-氯丙酸等，优选一溴代乙酸。