[00125427]金属离子选择性层析硅胶的制备

1.任务来源：山东省教育厅科技计划项目，项目编号：J05D03。　　2.应用领域：废水处理与环境治理领域。　　3.性能指标：　　计划书要求的指标：在硅胶表面键合偶联剂，引入氨基后，再在硅胶表面形成树形分子，将树形分子进一步功能基化；研究层析硅胶的吸附性能、细化柱分离参数。　　实际达到的性能指标：　　项目按计划完成了研究任务，技术指标均达到计划书要求。　　以硅胶起始原料，通过发散式合成法合成了一系列以酯基和氨基为端基的硅胶锚合的PAMAM树形大分子，采用红外光谱、扫描电镜、热重分析、X-射线衍射、比表面积分析等测试手段对所合成的功能化硅胶进行了表征；分别用批试验方法和柱试验方法详细研究了功能化硅胶对Au3+、Pd2+、Pt4+、Ag+、Fe3+等金属离子的吸附性能，包括饱和吸附量、吸附热力学、吸附动力学和动态吸附性能，为层析硅胶的进一步的广泛应用提供一定的理论依据。与烟台金正精细化工有限公司合作，以端基为氨基的硅胶锚合PAMAM树形大分子（SiO2-G2.0）为吸附剂，进行了工艺废水中Fe3+离子吸附分离研究工作，初步研究结果表明，采用硅胶锚合的PAMAM树形大分子（SiO2-G2.0），能使工艺废水的浓度降低到国家排放标准，有广阔的应用前景。在国内外学术杂志上发表相关论文4篇。　　4.与国内外同类技术比较：　　对照查新结论，在国内外文献中未见(除委托人本人前期研究外)：　　1、通过发散式合成法合成以酯基和氨基为端基的硅胶锚合聚酰胺-胺型类树形分子； 　　2、系统研究功能化硅胶对Au(III)、Pd(II)、Pt(IV)等金属离子的吸附性能；　　3、用柱实验方法研究了功能化硅胶对贵金属离子、重金属离子的分离、富集性能。　　科技查新表明，课题研究与国内外同类技术比较，具有较强的创新性。　　5.成果的创造性、先进性：　　(1). 以三甲氧基硅丙氨（APES）修饰活化硅胶得到的氨化硅胶为中心核，采用发散式合成法合成了一系列的硅胶锚合的聚酰胺-胺（PAMAM）型类树形大分子。　　(2). 用批试验方法和柱实验方法研究了对Au3+、Pd2+、Pt4+、Ag+、Fe3+、Zn2+、Hg2+等金属离子的静态吸附性能、动态吸附性能以及酸度、pH值对吸附性能的影响。　　(3). 以端基为氨基的硅胶锚合的PAMAM树形大分子（SiO2-G2.0）为吸附剂，进行了工艺废水中Fe3+离子吸附分离研究工作，使工艺废水中的Fe3+浓度降低到国家排放标准。　　6.作用意义：　　本课题的顺利完成，不仅为以硅胶为基质的吸附材料的改性研究，尤其是锚合PAMAM型类树形大分子提供了实践和理论指导意义，也为此类吸附材料应用于废水处理与环境治理奠定了一定的基础。　　7.推广应用的范围：　　研究成果可应用于废水中Hg(II)、Ag(I)、Pd(II)等金属离子的分离富集与回收，将会产生较好的经济效益和社会效益。　　8.存在的问题和改进意见：　　(1). 发散法合成硅胶键合PAMAM型类树形分子时，存在交联反应，致使功能基利用率降低，下一步将采用一定的方法降低交联作用。　　(2). 在本研究的基础上进行中试放大及扩大应用范围实验，为最终实现工业化奠定基础。