[发明专利]咪唑基聚倍半硅氧烷吸附材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种式I所示的咪唑基聚倍半硅氧烷吸附材料，

[C₃H₃N₂(CH₂)₃NHCONH(CH₂)₃SiO_1.5]_n

（I）。

2.一种咪唑基聚倍半硅氧烷的制备方法，步骤如下：

（1）将功能烷氧基硅烷溶于有机溶剂中，加入(N-(3-氨丙基)咪唑，混合均匀，通入氮气，恒温40–90°C，匀速搅拌下反应10–25h，减压蒸除有机溶剂，用正己烷提取未反应的功能烷氧基硅烷，得到咪唑基硅烷前驱体；

所述功能烷氧基硅烷与(N-(3-氨丙基)咪唑的摩尔比为1.0–1.5:1；

所述功能烷氧基硅烷为异氰酸丙基三乙氧基硅烷（(C₂H₅O)₃SiC₃H₆NCO）或异氰酸丙基三甲氧基硅烷（(CH₃O)₃SiC₃H₆NCO）；

（2）在步骤（1）制备的咪唑基硅烷前驱体中加入适量乙醇，然后加入催化剂，搅拌1–2h，形成均匀体系，在55–60°C条件下，放置3–5天，得到透明溶胶，升温至110–130°C保持1–1.5h，得到咪唑基聚倍半硅氧烷材料。

3.如权利要求2所述的咪唑基聚倍半硅氧烷的制备方法，其特征在于步骤（1）中的有机溶剂选自甲苯、二甲苯、四氢呋喃，进一步优选所述有机溶剂是经重蒸处理的甲苯和二甲苯。

4.如权利要求2所述的咪唑基聚倍半硅氧烷的制备方法，其特征在于步骤（1）中反应时间为15–20h。

5.如权利要求2所述的咪唑基聚倍半硅氧烷的制备方法，其特征在于步骤（2）中所述的催化剂选自氨水、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，pH为8.5–10.5。

6.如权利要求2所述的咪唑基聚倍半硅氧烷的制备方法，其特征在于步骤（2）中咪唑基硅烷前驱体与所述催化剂质量体积比为5–10g:1–2ml。

7.一种咪唑基聚倍半硅氧烷的制备方法，步骤如下：

（1）异氰酸丙基三乙氧基硅烷1.284g溶于甲苯中，与(N-(3-氨丙基)咪唑0.625g混合，通入氮气，恒温60°C，匀速搅拌下反应15h；减压蒸除甲苯，用正己烷提取未反应的异氰酸丙基三乙氧基硅烷，得到咪唑基硅烷前驱体；

（2）取步骤（1）制备的10.0g咪唑基硅烷前驱体，加入5ml乙醇，随后加入2.0ml催化剂氨水（pH=9），搅拌1-2h，形成均匀体系，恒温60°C条件下，放置3-5天，得到透明溶胶，升温至120°C保持1h，得到咪唑基聚倍半硅氧烷固体材料。

8.权利要求1所述的咪唑基聚倍半硅氧烷的应用，作为吸附材料用于对水中的金属离子Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺和/或Cd²⁺的吸附。