[发明专利]一种N-乙酰基乙二胺螯合树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种螯合树脂及其合成方法，具体地说，是指一种N-乙酰基乙二胺螯合树脂及其制备方法。

背景技术

多乙烯多胺类螯合树脂是一类氮原子配位的高聚物，通过氮上的孤对电子与金属离子作用，可与多种重金属离子形成络合物，尤其对过渡族重金属离子具有优越的吸附性能及吸附选择性。目前报道的多乙烯多胺类树脂对金属离子的吸附容量较大，但对于多组分溶液中特定金属离子的吸附选择性不足。国内孙向荣等采用环氧氯丙烷对三乙烯四胺化交联聚苯乙烯进行后交联反应，所得树脂对铜离子的选择性明显提高。文献报道，以聚乙二醇为链单元的乙二胺树脂吸附性能优于以聚乙二胺为单元的氨基树脂；增加乙氧基链节数量和将氧原子替换为硫原子，树脂对金的吸附容量显著提高。可见，对于多乙烯多胺类螯合树脂，取代基与母体间的链节长度和链节种类对于树脂的吸附性能有明显影响，因此可以通过调节链长度及链单元的类别来改善重金属的吸附性能，富集目标重金属，提高树脂的吸附选择性。

文献检索表明，以氯球为基质，通过噻唑环上的酯基键合乙二胺的螯合树脂的合成方法未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种N-乙酰基乙二胺螯合树脂及其制备方法，通过本发明可以合成具有N-乙酰基乙二胺结构、对铜离子具有特殊吸附选择性的螯合树脂。

本发明的技术方案如下：

一种N-乙酰基乙二胺螯合树脂，其结构单元如下：

从结构单元中可以看出树脂中含有功能基团：N-乙酰基乙二胺和噻唑环，并通过氮、氧原子的螯合作用吸附重金属离子。该树脂可能通过基团上的氮原子及氧原子形成环状螯合结构：

所述N-乙酰基乙二胺螯合树脂化学功能基团含量为0.71～1.39mmol/g。

一种N-乙酰基乙二胺螯合树脂的制备方法，包括以下几个步骤：

(a)利用苯乙烯作单体，二乙烯苯作交联剂，利用液蜡或200号溶剂油中的一种或两种混和作致孔剂，用碳酸镁、明胶、聚乙烯醇中的一种或几种混和作分散剂，用过氧化苯甲酰作引发剂，采用悬浮聚合法，制备低交联度大孔苯乙烯-二乙烯苯共聚物，选用水蒸汽蒸馏或乙醇、丙酮、工业酒精、低沸点溶剂汽油作溶剂抽提，去除树脂孔道中残留的致孔剂，再经过气流干燥得到低交联大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂，以下简称白球；

(b)将白球浸泡于其重量4～7倍的氯甲醚中，加入白球重量的20～50％的氯化锌作催化剂，在25～55℃温度下进行氯甲基化反应，直到氯含量达到10％以上停止反应，滤出树脂球体，用水或乙醇、丙酮洗尽树脂中残余的氯化母液，气流干燥得到氯甲基化低交联大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂，以下简称氯球；

(c)步骤(b)后，一般经索氏抽提器抽提4～8小时，然后以N，N-二甲基甲酰胺为溶胀剂，在85℃下，加入2-氨基噻唑-4-乙酸乙酯和碳酸钾反应，入2-氨基噻唑-4-乙酸乙酯用量均为树脂重量的2～5倍，碳酸钾用量为树脂重量的1～2倍，搅拌反应6～24h，可得淡黄色螯合树脂。

(d)将步骤(c)中得到的树脂洗涤烘干后，加入15～30倍树脂重量的乙二胺溶液，在125℃反应24～30h，抽滤并洗涤干燥得N-乙酰基乙二胺螯合树脂。

所述树脂的制备方法中，其特征在于步骤(c)反应时间反应温度控制在85℃步骤、(d)反应时间在24～30h，反应温度控制在125℃。通过控制反应中加入试剂的用量和反应时间，可制得系列螯合树脂。通常确定其他条件，反应时间愈长，则表面基团数目愈大；试剂的用量愈大，所得的树脂的表面基团愈多。

有益效果

本发明公开了一种N-乙酰基乙二胺螯合树脂及其制备方法，本发明提供的树脂可对Cu2+等重金属离子进行选择性性吸附分离。所含N、O等原子对重金属发挥螯合配位作用。本发明采用2-氨基噻唑-4-乙酸乙酯及乙二胺修饰得到的N-乙酰基乙二胺螯合树脂，所含基团可与某些重金属形成稳定常数较高的络合物，具有较高的吸附选择性，在矿冶生产母液提纯及生产废水治理以及环境分析中重金属的分离与预富集等领域具有广泛用途。

具体实施方式

以下通过实施例进一步说明本发明。

实施例1

(a)悬浮聚合

苯乙烯单体加入一定量的稀氢氧化钠溶液或将单体直接经过装有强碱阴离子交换树脂的树脂柱过滤以去除阻聚剂。

1000mL烧杯中，加入210g苯乙烯，26g二乙烯苯，140g液体石蜡，搅拌均匀后备用。