[发明专利]一种氨基磺酸型功能化硅胶材料及其在水质净化中的应用

权利要求书

1.一种氨基磺酸型功能化硅胶材料，其特征在于：化合物的结构式为：

[(O_3/2)Si(CH₂)_xS(CH₂)_yNSO₃H(CH₂CH₂NSO₃H)_zH]_a[Si(O_4/2)]_b,其中x是从2到12的整数；y是从3到12的整数；z是1到100的整数；a，b均为整数，且a：b的比例介于0.000001至100。

2.根据权利要求1所述的氨基磺酸型功能化硅胶材料，其特征在于：所述的z取值为2-9。

3.权利要求1所述的氨基磺酸型功能化硅胶材料的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)(CH₃O)₃Si(CH₂)_xS(CH₂)_yCl，x是从2到12的整数，y是从3到12的整数，和多乙烯多胺NH₂(CH₂CH₂NH)_zH，z取值为1-100，回流反应得到多胺硅烷偶联剂(CH₃O)₃Si(CH₂)_xS(CH₂)_yNH(CH₂CH₂NH)_zH；

2)多胺硅烷偶联剂在溶剂体系中与硅胶回流反应得多胺功能化硅胶材料[(O_3/2)Si(CH₂)_xS(CH₂)_yNH(CH₂CH₂NH)_z H]_a[Si(O_4/2)]_b；

3)多胺功能化硅胶材料与氯磺酸在溶剂体系中于一定温度反应得氨基磺酸型功能化硅胶材料[(O_3/2)Si(CH₂)_xS(CH₂)_yNSO₃H(CH₂CH₂NSO₃H)_zH]_a[Si(O_4/2)]_b。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中：回流反应温度为90-150℃，反应时间为0.5-24h，溶剂为甲苯，二甲苯，庚烷，水；步骤2)中：反应温度为0-160℃，反应时间为0.5-24h，溶剂为甲苯，二甲苯，庚烷，水；步骤3)中：反应温度为-20-20℃，反应时间为0.5-18h，溶剂为二氯甲烷，三氯甲烷，四氯乙烷，步骤3)中使用催化剂，所述的催化剂为三乙胺、吡啶及其衍生物。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：多胺硅烷偶联剂与硅胶的物质的量之比为0.05～20:1。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：多乙烯多胺与氯磺酸投料物质的量之比为1:0.1～50。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所用硅胶为无定型颗粒或球形颗粒状。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所用硅胶的颗粒大小为10nm-30mm，优选颗粒大小为37um-1000um。

9.权利要求1所述的氨基磺酸型功能化硅胶材料作为吸附剂在水质净化系统中吸附阳离子的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述的水质净化系统为超纯水净化系统、动力装置水质净化系统、核电站水质净化系统或火电厂水质净化系统；所述阳离子包括但不限于：Li⁺、Na⁺、K⁺、Ca⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Sn⁴⁺、Pb²⁺、Ti⁴⁺、V⁵⁺、Cr²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Ag⁺、Ba²⁺、Co²⁺、Cu²⁺、As³⁺、Pb²⁺、Hg²⁺、Cd²⁺。