CN106925227A - 一种萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN106925227A
CN106925227A CN201710210385.8A CN201710210385A CN106925227A CN 106925227 A CN106925227 A CN 106925227A CN 201710210385 A CN201710210385 A CN 201710210385A CN 106925227 A CN106925227 A CN 106925227A
Authority
CN
China
Prior art keywords
extractant
magnetic
tetraalkyl orthosilicate
acid
composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710210385.8A
Other languages
English (en)
Inventor
孙晓琦
邱森
王艳良
赵泽源
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiamen Institute of Rare Earth Materials
Original Assignee
Xiamen Institute of Rare Earth Materials
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiamen Institute of Rare Earth Materials filed Critical Xiamen Institute of Rare Earth Materials
Priority to CN201710210385.8A priority Critical patent/CN106925227A/zh
Publication of CN106925227A publication Critical patent/CN106925227A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28009—Magnetic properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28047—Gels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/22—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition
    • C22B3/24—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition by adsorption on solid substances, e.g. by extraction with solid resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/26—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
    • C22B3/38—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds containing phosphorus
    • C22B3/384—Pentavalent phosphorus oxyacids, esters thereof
    • C22B3/3844—Phosphonic acid, e.g. H2P(O)(OH)2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/26—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
    • C22B3/38—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds containing phosphorus
    • C22B3/384—Pentavalent phosphorus oxyacids, esters thereof
    • C22B3/3846—Phosphoric acid, e.g. (O)P(OH)3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B59/00—Obtaining rare earth metals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料及其制备方法，所述复合材料是以正硅酸烷基酯为原料，在其水解生成的溶胶体系中引入萃取剂和具有磁性颗粒，使所述复合材料具有萃取能力的同时也有磁性，将所述复合材料用于吸附分离稀土离子时，可以有效提高萃取平衡后的固液分离效率；此外，本发明所述的复合材料的制备方法还克服了普通的磁性二氧化硅材料表面接枝改性困难的缺点；本发明所述的复合材料的制备方法是通过简单的包埋四氧化三铁和萃取剂，不仅提高了所述复合材料的收率，还扩大了被包埋萃取剂的可选范围，从而使该材料在吸附分离稀土离子种类方面的应用得到了更大的扩展。

Description

一种萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料及其制备方法和 应用
技术领域
本发明属于材料及稀土离子的吸附分离领域，尤其涉及一种用于稀土离子吸附的萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着我国经济的迅猛发展与矿产资源的日益枯竭，如何高效的利用不可再生的矿产资源和保护环境已成为我们迫切需要解决的问题。经过一代又一代人的探索与实践，我国的湿法冶金行业有了很好的发展。目前，溶剂萃取技术是我国湿法冶金行业中的主流技术，尤其是在稀土分离中，因为溶剂萃取有着诸多优势，例如，可连续操作、高分离效率、装置简单等。但是，溶剂萃取使用了大量的挥发性有机溶剂而对环境和工人的健康造成了很大危害。为了应对上述问题，固体吸附材料开始进入科研人员的视野。中国科学院厦门稀土材料研究所曾报道过通过二氧化硅溶胶-凝胶包埋两种萃取剂的方法制备得到具有协同作用的二氧化硅掺杂材料，并用于稀土离子的吸附研究。该材料制备方法简单，具有比表面积大，可包埋的萃取剂种类多等优点，但是，当吸附平衡后如果让其静置自行分相则需较长时间，且分相不完全；如果将其离心处理则分相明显加快，但这样使得程序繁琐，耗能大，且在工业生产中很难有如此大的离心机用来离心分离，这使得其在工业中的应用得到了限制。
自20世纪70年代以来，磁性吸附材料随着新兴的纳米科技的发展而发展起来，如纳米四氧化三铁。目前，制备纳米四氧化三铁颗粒的主要方法有：共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法、微乳剂法。中国专利CN104759260A申请公开了用三-氨丙基三已氧基硅烷改性二氧化硅-四氧化三铁制备了复合纳米材料。专利CN105907744A申请公开了一种酰氯化修饰磁性二氧化硅微球固定化漆酶的制备方法。这类磁性材料由于引入了具有磁性的四氧化三铁，使其在吸附平衡后可以借助外部磁场而实现磁分离，该分相方法相对离心来说更易于操作，有工业应用潜力。但是，这类可吸附材料在接枝时往往要求功能化的基团有特殊的活性位点，如同济大学乌东北等人曾报道过利用硅烷偶联剂CPTS为侨联，将皂化后的2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯(P507)分子接枝到二氧化硅-四氧化三铁材料上。该接枝改性方法由于步骤较多且含副反应，反应不容易进行，且接枝率较低，因而导致产率不高。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种简单高效的制备萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料的方法。
本发明的另一个目的在于提供一种由上述方法制备得到的萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料。
本发明的又一个目的在于提供上述萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料的应用，其可以用于稀土离子的吸附分离。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将正硅酸烷基酯和去离子水混合，并加入酸催化剂，进行水解反应；
(2)在步骤(1)得到的溶液中加入萃取剂、和具有磁性的颗粒，得到溶胶体系；
(3)将上述步骤(2)制备得到的溶胶体系加热，使溶胶体系形成凝胶；
(4)将上述步骤(3)形成的凝胶进行老化处理，得到所述萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料。
根据本发明，在步骤(1)中，所述的正硅酸烷基酯选自正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸正丙酯、正硅酸异丙酯、正硅酸正丁酯、正硅酸异丁酯等中的至少一种。优选地，所述的正硅酸烷基酯选自正硅酸乙酯、正硅酸正丙酯和正硅酸异丙酯中的至少一种。
根据本发明，在步骤(1)中，所述正硅酸烷基酯与去离子水的体积比为1～4:1；优选地，所述正硅酸烷基酯与去离子水的体积比为2:1。
根据本发明，在步骤(1)中，所述酸催化剂选自甲酸、盐酸、硫酸、硝酸、醋酸等中的至少一种。所述酸催化剂的加入量没有限定，可以使正硅酸烷基酯水解完全即可。
根据本发明，在步骤(1)中，所述水解反应时间为2～6小时；所述水解反应温度优选为室温；所述水解反应优选在搅拌下进行，搅拌速度优选为300-500r/min。
根据本发明，在步骤(2)中，所述正硅酸烷基酯与萃取剂的摩尔比为10～20:1；优选地，所述正硅酸烷基酯与萃取剂的摩尔比为13～16:1，进一步优选地，所述正硅酸烷基酯与萃取剂的摩尔比为14～15:1(例如为14.5:1或15:1)。
根据本发明，所述萃取剂优选为对稀土离子有萃取能力的萃取剂，所述萃取剂优选为可溶解于沸点小于100℃的有机溶剂中；例如为2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯(P507)、二(2,4,4’-三甲基戊基)膦酸(C272)、二(2-乙基己基)磷酸(P204)的至少一种。
根据本发明，所述步骤(2)中，所述萃取剂溶于溶剂中，所述溶剂为沸点小于100℃的溶剂，优选地，所述溶剂选自乙醇、甲醇、丙酮中的至少一种。所述溶剂的用量与正硅酸烷基酯的体积比为1-3:8，优选1:4。
根据本发明，在步骤(2)中，所述正硅酸烷基酯与具有磁性的颗粒的质量比为7.5:0.1～0.8；优选地，所述正硅酸烷基酯与具有磁性的颗粒的质量比为7.5:0.2～0.4；进一步优选地，所述正硅酸烷基酯与具有磁性的颗粒的质量比为7.5:0.25～0.3。
根据本发明，所述具有磁性的颗粒的粒径为小于等于1微米；优选地，所述具有磁性的颗粒的粒径为20～500纳米。
根据本发明，所述具有磁性的颗粒包括四氧化三铁、四氧化三钴中的至少一种。
优选地，所述具有磁性的颗粒包括四氧化三铁。
根据本发明，步骤(2)中，先加入萃取剂，搅拌，再加入具有磁性的颗粒，超声处理，得到溶胶体系；所述搅拌时间优选为20～60分钟；所述搅拌温度优选为室温；所述搅拌速度优选为300-500r/min。所述超声处理时间为优选10～60分钟(例如20～30分钟)；所述超声处理温度优选为20～30℃(例如25℃)。
根据本发明，在步骤(3)中，所述加热时间为2～30min；所述加热温度为50～90℃；优选地，所述加热时间为5～15min；所述加热温度为60～80℃。
根据本发明，在步骤(3)中，为了使溶胶快速形成凝胶，优选加入稀氨水，所述稀氨水的浓度为1～10％；优选地，所述稀氨水的浓度为2～5％；进一步优选地，所述稀氨水的浓度为2～3％。所述稀氨水的加入量没有限定，可以使所述溶胶体系快速转变为凝胶即可。
根据本发明，在步骤(4)中，所述老化时间为24～72h，老化温度为20～40℃；优选地，所述老化时间为40～50h，老化温度为25-30℃。
根据本发明，在步骤(4)中，所述反应还包括后处理步骤：即将老化后的产物在真空条件下干燥2小时，再取出将凝胶研碎，去离子水洗涤数次，再次置于真空条件下干燥24小时。
本发明还提供的一种萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料，所述复合材料是采用上述方法制备得到的。
本发明所述的萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料可以用于分离稀土离子。所述稀土离子通过复合材料中的孔洞与萃取剂接触，并被萃取剂俘获从而达到萃取效果；在萃取达到平衡后，只需将磁铁置于容器外壁就能将复合材料吸住，水相可直接倒出容器，不需要离心分离，大大简化了分离步骤。
本发明还进一步提供了上述萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料在吸附分离稀土离子中的应用。
优选地，所述稀土离子选自钇(Y)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、中的至少一种。
本发明的有益效果：
本发明所述萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料在二氧化硅材料的基础上引入了磁性颗粒(例如四氧化三铁、四氧化三钴)，使复合材料具有了磁性，提高了萃取平衡后的固液分离效率；此外，本发明所述方法还克服了普通磁性二氧化硅材料表面接枝改性困难的缺点，直接通过简单包埋方式，将磁性颗粒和萃取剂包埋在二氧化硅复合材料中，使该复合材料具有萃取能力的同时也具有磁性，便于后期的吸附分离。本发明所述的复合材料的制备方法简单、高效，成本低，循环效果好；且对被包埋萃取剂的性质基本无要求，从而大大增加了萃取剂的可选范围，使该材料在吸附分离稀土离子种类方面的应用得到了更大的扩展。
附图说明
图1为在本发明的一个优选实施方式中制备得到的萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料示意图及其在稀土离子吸附分离中的循环利用。
图2为本发明实施例1制备得到的萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料的扫描电镜图。
图3为本发明实施例1制备得到的萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料在稀土离子吸附中的循环次数图。
图4为本发明实施例1和对比例1制备得到的复合材料的萃取性能对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，应理解，在阅读了本发明所记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本发明所限定的范围。
实施例1
(1)准确量取8ml正硅酸乙酯于50ml圆底烧瓶中，向其中加入4.5ml去离子水，再向其中加入0.02ml甲酸，室温搅拌3小时左右直至溶液澄清，即正硅酸乙酯水解完全；
(2)准确称取2.5mmol 2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯(P507)，溶于2ml乙醇溶液中，混合均匀后将其加入到上述(1)的溶液中；继续搅拌30分钟后将磁子从溶液中取出，向其中加入0.3g粒径为20～500nm的四氧化三铁颗粒，摇匀并将其超声20分钟以使四氧化三铁颗粒均匀的分散在溶液中，即得到溶胶体系；
(3)分散均匀后，将(2)中的溶液搅拌加热至70℃左右，以加速其凝胶，为了使四氧化三铁颗粒在溶液中分散的更加均匀，需使溶液快速形成凝胶，故向其中缓慢的滴加0.5ml左右2.5％氨水；
(4)待(3)的溶液形成凝胶后停止搅拌，室温下老化48小时；再将其置于真空干燥箱中干燥2小时后取出研碎，用去离子水洗涤数次，再将其置于真空干燥箱中60℃干燥24小时，即制备得到P507萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料。
图2为本发明实施例1制备得到的萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料的扫描电镜图。
从图中可以看出：复合材料表面有许多孔洞，这些孔洞有效的增加了材料的比表面积，即增加了材料与稀土溶液的接触面积，从而提高了材料的吸附效率。
图3为本发明实施例1制备得到的萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料在稀土离子吸附中的循环次数图。稀土离子通过复合材料中的孔洞与萃取剂接触，并被萃取剂俘获从而达到萃取效果；萃取达到平衡后，只需将磁铁置于容器外壁就能将复合材料吸住，水相则可直接倒出容器，不需要离心分离，大大简化了分离步骤。从图中可以看出：复合材料在经过三次萃取与反萃取的循环后，萃取能力几乎没有减弱，展现了很好循环效果。
实施例2
其它步骤同实施例1，区别仅在于：在步骤(2)中，加入3mmol二(2,4,4’-三甲基戊基)膦酸(C272)萃取剂，即制备得到C272功能化磁性二氧化硅复合材料。
对比例1
其它步骤同实施例1，区别仅在于：在步骤(2)中，不加2.5mmol P507萃取剂，只加2ml乙醇溶液，制得空白的磁性二氧化硅材料。
将上述实施例1制备得到的P507功能化磁性二氧化硅复合材料(MSHM)和对比例1制备得到的空白磁性二氧化硅材料(Fe3O4@SiO2)各取0.03g分别用于萃取8ml，浓度为0.3mmol/L，pH为1到6的氯化钇溶液，萃取结果如图4所示。
由图4可知：对比例1制备得到的空白磁性二氧化硅材料(Fe3O4@SiO2)几乎没有萃取能力，而实施例1制备得到的萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料(MSHM)具有很好的萃取效果，这充分的说明萃取剂P507已经成功的被包覆在材料中，并且可以用于稀土离子的吸附分离实验。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将正硅酸烷基酯和去离子水混合，并加入酸催化剂，进行水解反应；
(2)在步骤(1)得到的溶液中加入萃取剂、和具有磁性的颗粒，得到溶胶体系；
(3)将上述步骤(2)制备得到的溶胶体系加热，使溶胶体系形成凝胶；
(4)将上述步骤(3)形成的凝胶进行老化处理，得到所述萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述的正硅酸烷基酯选自正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸正丙酯、正硅酸异丙酯、正硅酸正丁酯、正硅酸异丁酯等中的至少一种。
优选地，所述的正硅酸烷基酯选自正硅酸乙酯、正硅酸正丙酯和正硅酸异丙酯中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述正硅酸烷基酯与去离子水的体积比为1～4:1；优选地，所述正硅酸烷基酯与去离子水的体积比为2:1。
优选地，在步骤(1)中，所述酸催化剂选自甲酸、盐酸、硫酸、硝酸、醋酸等中的至少一种。
优选地，在步骤(1)中，所述水解反应时间为2～6小时；所述水解反应温度优选为室温；所述水解反应优选在搅拌下进行，搅拌速度优选为300-500r/min。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述正硅酸烷基酯与萃取剂的摩尔比为10～20:1；优选地，所述正硅酸烷基酯与萃取剂的摩尔比为13～16:1，进一步优选地，所述正硅酸烷基酯与萃取剂的摩尔比为14～15:1(例如为14.5:1或15:1)。
优选地，所述萃取剂为对稀土离子有萃取能力的萃取剂，所述萃取剂优选为可溶解于沸点小于100℃的有机溶剂中；优选为2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯(P507)、二(2,4,4’-三甲基戊基)膦酸(C272)、二(2-乙基己基)磷酸(P204)的至少一种。
优选地，所述步骤(2)中，所述萃取剂溶于溶剂中，所述溶剂为沸点小于100℃的溶剂，优选地，所述溶剂选自乙醇、甲醇、丙酮中的至少一种。所述溶剂的用量与正硅酸烷基酯的体积比为1-3:8，优选1:4。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述正硅酸烷基酯与具有磁性的颗粒的质量比为7.5:0.1～0.8；优选地，所述正硅酸烷基酯与具有磁性的颗粒的质量比为7.5:0.2～0.4；进一步优选地，所述正硅酸烷基酯与具有磁性的颗粒的质量比为7.5:0.25～0.3。
优选地，所述具有磁性的颗粒的粒径为小于等于1微米；优选地，所述具有磁性的颗粒的粒径为20～500纳米。
优选地，所述具有磁性的颗粒包括四氧化三铁、四氧化三钴中的至少一种。
优选地，所述具有磁性的颗粒包括四氧化三铁。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，先加入萃取剂，搅拌，再加入具有磁性的颗粒，超声处理，得到溶胶体系；所述搅拌时间优选为20～60分钟；所述搅拌温度优选为室温；所述搅拌速度优选为300-500r/min。所述超声处理时间为优选10～60分钟(例如20～30分钟)；所述超声处理温度优选为20～30℃(例如25℃)。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述加热时间为2～30min；所述加热温度为50～90℃；优选地，所述加热时间为5～15min；所述加热温度为60～80℃。
优选地，在步骤(3)中，为了使溶胶快速形成凝胶，优选加入稀氨水，所述稀氨水的浓度为1～10％；优选地，所述稀氨水的浓度为2～5％；进一步优选地，所述稀氨水的浓度为2～3％。所述稀氨水的加入量没有限定，可以使所述溶胶体系快速转变为凝胶即可。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述老化时间为24～72h，老化温度为20～40℃；优选地，所述老化时间为40～50h，老化温度为25-30℃。
优选地，在步骤(4)中，所述反应还包括后处理步骤：即将老化后的产物在真空条件下干燥2小时，再取出将凝胶研碎，去离子水洗涤数次，再次置于真空条件下干燥24小时。
9.一种萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料，所述复合材料是采用权利要求1-8中任一项所述方法制备得到的。
10.权利要求9所述的萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料在吸附分离稀土离子中的应用。
优选地，所述稀土离子选自钇(Y)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、中的至少一种。
CN201710210385.8A 2017-03-31 2017-03-31 一种萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料及其制备方法和应用 Pending CN106925227A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710210385.8A CN106925227A (zh) 2017-03-31 2017-03-31 一种萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710210385.8A CN106925227A (zh) 2017-03-31 2017-03-31 一种萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106925227A true CN106925227A (zh) 2017-07-07

Family

ID=59426534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710210385.8A Pending CN106925227A (zh) 2017-03-31 2017-03-31 一种萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106925227A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110560018A (zh) * 2019-09-09 2019-12-13 中国科学院城市环境研究所 一种P2O4复合UiO-66材料的合成及其用于吸附分离液晶面板中铟的方法
CN110961086A (zh) * 2019-12-15 2020-04-07 江西理工大学 一种萃取剂功能化磁性纳米吸附材料及制备方法和应用
CN113332957A (zh) * 2021-06-09 2021-09-03 江西理工大学 改性磁性掺杂材的制备方法及其从稀土矿废水中回收稀土元素的方法
CN113522243A (zh) * 2021-07-07 2021-10-22 北京科技大学 一种有机次膦酸官能团修饰的硅基吸附材料的制备方法
CN116196907A (zh) * 2022-12-29 2023-06-02 中国核动力研究设计院 一种固相萃取剂及其制备方法、应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101139127A (zh) * 2007-08-06 2008-03-12 华南师范大学 功能化硅包覆介孔磁性载体及其制备方法和应用
CN104759260A (zh) * 2015-04-14 2015-07-08 河海大学 一种氨基功能化磁性二氧化硅-四氧化三铁复合纳米材料及其制备方法
CN106334537A (zh) * 2016-09-18 2017-01-18 盐城工学院 磁性介孔二氧化硅表面印迹聚合物吸附材料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101139127A (zh) * 2007-08-06 2008-03-12 华南师范大学 功能化硅包覆介孔磁性载体及其制备方法和应用
CN104759260A (zh) * 2015-04-14 2015-07-08 河海大学 一种氨基功能化磁性二氧化硅-四氧化三铁复合纳米材料及其制备方法
CN106334537A (zh) * 2016-09-18 2017-01-18 盐城工学院 磁性介孔二氧化硅表面印迹聚合物吸附材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SEN QIU: "Development of Magnetic Silica Hybrid Material with P507 for Rare Earth Adsorption", 《JOURNAL OF CHEMICAL & ENGINEERING DATA》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110560018A (zh) * 2019-09-09 2019-12-13 中国科学院城市环境研究所 一种P2O4复合UiO-66材料的合成及其用于吸附分离液晶面板中铟的方法
CN110961086A (zh) * 2019-12-15 2020-04-07 江西理工大学 一种萃取剂功能化磁性纳米吸附材料及制备方法和应用
CN110961086B (zh) * 2019-12-15 2021-12-03 江西理工大学 一种萃取剂功能化磁性纳米吸附材料及制备方法和应用
CN113332957A (zh) * 2021-06-09 2021-09-03 江西理工大学 改性磁性掺杂材的制备方法及其从稀土矿废水中回收稀土元素的方法
CN113522243A (zh) * 2021-07-07 2021-10-22 北京科技大学 一种有机次膦酸官能团修饰的硅基吸附材料的制备方法
CN116196907A (zh) * 2022-12-29 2023-06-02 中国核动力研究设计院 一种固相萃取剂及其制备方法、应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106925227A (zh) 一种萃取剂功能化磁性二氧化硅复合材料及其制备方法和应用
CN102179230B (zh) 一种赋磁二氧化硅气凝胶的制备方法
CN104211388B (zh) 一种适于低温烧结的M型锶铁氧体SrFe12O19的制备方法
CN110152683A (zh) 一种可自转磁性纳米链负载钯纳米粒子催化剂及其制备方法
CN102849774A (zh) 一种水热法制备纳米氧化铈的方法
CN103191696A (zh) 一种水热法改性提高凹凸棒石吸附性能的方法
CN105271260B (zh) 一种常压干燥制备疏水二氧化硅气凝胶的方法
CN1966141A (zh) 一种掺铁的TiO2/SiO2气凝胶微球的制备方法
CN106892427A (zh) 一种稀土表面改性石墨烯的方法
CN107879348A (zh) 一种新型绿色的单分散二氧化硅纳米球的制备方法
CN109433190A (zh) 负载铂纳米粒子的介孔氧化锆纳米管复合材料及其制备方法与在持续处理有机废气中的应用
CN106115708A (zh) 一种蜂窝状三维连续多孔硅材料及其制备方法
CN108993539B (zh) 一种提高硫化铟光催化的方法
CN109865496A (zh) 磁性二氧化硅填料、磁性亲和填料及制备方法和用途
CN108745284B (zh) 一种磁性镁铝水滑石/纳米洋葱碳复合材料及其制备方法和应用
CN109569318A (zh) 多孔结构氧化石墨烯超滤膜的制备方法
CN104437120B (zh) 一种基于碳纳米管有序排列的聚氯乙烯超滤膜及其制备方法与应用
CN109133144A (zh) 一种单分散超小粒径二氧化铈纳米晶的制备方法
CN108707237A (zh) 一种制备空心金属有机框架的通用方法
CN106881053A (zh) 一种聚合物复合微球及其制备方法
CN104069818B (zh) 苯基功能化的放射状磁性核壳介孔硅材料的制备方法
CN103691146B (zh) 一种浸渍树脂萃取剂及其制备方法
CN106745299B (zh) 一种纯相铁酸铋粉体的制备方法
CN104386732A (zh) 一种采用吸附隔离剂制备纳米氧化铈的方法与***
CN111792649B (zh) 一种核酸检测用改性硅胶膜的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170707

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication