[发明专利]一种微球型贵金属吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

一种微球型贵金属吸附剂及其制备方法，涉及反应设计及其合成方法，属于吸附技术领域。

背景技术

螯合剂由于其吸附容量高、成本低廉、操作容易，因此在回收浓缩贵金属和去除水中的重金属离子有着重要的意义。例如徐羽梧等人合成过硫脲树脂，董世华等提出了互贯网络型巯基胺型树脂。文献报道的螯合树脂多为粉末等无定型状，虽然对贵金属吸附容量较大，但使用和再生都很不方便。也有极少数螯合剂是在苯乙烯微球上引入螯合基团，但是由于氮、硫含量过低，对贵金属吸附容量很小。这些螯合剂现阶段在外观形状和吸附容量方面存在着矛盾，当吸附容量较大时，外观形状多为粉末状，不利于使用和再生，即使制成微球状，吸附容量却大大降低，这就使其在实际中应用造成很大的困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微球型贵金属吸附剂及其制备方法，该微球型吸附剂颗粒均匀、形态规整、对贵金属吸附性能优异，可以填充成柱状吸附装置，其制备方法合成步骤简单，反应条件温和，易于工业化。

本发明的技术方案：为实现上述目的，本发明提出了一种特定结构的微球型贵金属吸附剂，其具有如图1所示的结构。结构中含有巯基和氨基基团，具有空间网络结构。

所述微球型贵金属吸附剂的制备方法，是采用环硫氯丙烷与对苯二胺为原料一步法进行合成，将对苯二胺用蒸馏水溶解后，然后加入不同比例的环硫氯丙烷，悬浮聚合，在70℃下反应6h，生成微球形状。反应方程式如图1。

原料环硫氯丙烷与对苯二胺的摩尔比为：1∶2~2∶1。

所述微球型贵金属吸附剂的应用，可以填充成柱状吸附装置，其吸附贵金属性能较优异，对某些重金属也有优良的吸附性能，可应用于冶金、污水处理方面。

本发明的有益效果：

1.通过悬浮聚合方法，合成颗粒均匀的微球型贵金属吸附剂。

2.通过合成得到含有大量巯基和氨基的功能团，对贵金属离子具有很高的吸附容量。

3.该吸附剂为微球型，可以填充成柱状吸附装置，使用回收方便，具有较强的实际利用价值。

4.该吸附剂的合成仅为一步反应，反应条件温和，易于产业化。

5.该吸附剂对Au(Ⅲ)和Ag(Ⅰ)具有很高的吸附容量，而且对Hg(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)也具有良好的吸附性能。

附图说明

图1吸附剂合成路线图

图2微球型金属离子吸附剂的外观

图3微球型金属离子吸附剂的红外光谱图

具体实施方式

实施例1

将蒸馏水80ml、对苯二胺4.0g(0.037mol)、氯化钠2.0g一起置入250ml反应烧瓶内，磁力搅拌24h，其后加入20ml聚乙烯醇溶液(20g/L)，按环硫氯丙烷与对苯二胺的摩尔比分别为：1∶2，1∶1，2∶1加入环硫氯丙烷，在25℃下一起机械搅拌，40min后升温到70℃，6h后停止反应。

把制得吸附剂依次通过酸性和碱性溶液浸泡，再用丙酮抽提24小时后，再依次用水、乙醇洗涤，真空恒温干燥，得微球型形状。所得产品编号依次为PAC1、PAC2、PAC3。

表1微球型吸附剂的各元素含量

用数码照相机对PAC2外观进行拍照，结果见图1。可以看到颗粒均匀、形态规整的微球。

用红外光谱仪对(PAC2)的结构进行表征，结果见图2。在1611cm^-1，1511cm^-1处有苯环的的骨架吸收峰；在1450cm^-1，820cm^-1处出现的谱峰是C-S振动吸收峰；1253cm^-1为C-N伸缩振动吸收峰。说明吸附剂同时含有两种单体组分。

实施例2

准确称取实施例1制备的微球型吸附剂0.100g，置于100ml具塞锥形瓶中，加入一定浓度的金属离子溶液，在恒温振荡器中振荡24h(吸附Ag(Ⅰ)时用黑纸包裹瓶子避光)，用原子吸收仪测定吸附前后溶液中金属离子浓度，并依下式计算吸附容量：

Q＝(C₀-C)V/W

式中Q为吸附容量(mmol/g)，C₀为吸附前金属离子的浓度(mol/L)，C为吸附后金属离子的浓度(mol/L)，W为螯合剂干重(g)，V为溶液体积(ml)。

表2微球型吸附剂的吸附容量(mmol/g)