[发明专利]一种氨基改性的接枝共聚物、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种氨基改性的接枝共聚物、制备方法及其应用。

背景技术

随着电子工业技术的迅猛发展及电子产品需求市场的不断膨胀，电子产品的数量不断快速增长，相应地，电子垃圾数量也随之快速攀升。全世界每年都会产生上百万吨的电子垃圾，并以每5年16％～28％的速度递增，比总废弃物的增长速度要快3倍，已成为世界上增长最快的垃圾。电子垃圾中金属含量丰富。据统计，随意搜集的1t电子板卡中大约含有272kg塑料、130kg铜、0.45kg黄金、41kg铁、30kg铅、20kg锡、18kg镍和10kg锑。尽管贵金属例如金的含量相对其他金属较低，但也百倍高于其天然矿中的含量。电子垃圾中含有的这类贵金属，随意丢弃意味着资源的流失并将对环境造成一定的负面影响。因此，无论从环境保护还是资源利用的要求上，回收贵金属都具有一定的经济价值和社会意义。然而不恰当的回收处理会对环境产生更加严重的影响，同时，低水平的回收手段也严重降低了回收利用的资源效益。因此，研究和开发高效的回收方法和技术具有很重要的意义。

由于电子垃圾种类繁多、成分复杂，其处理涉及到环境学、化学、矿物加工学、冶金、电子电力、机械等多学科领域，处理难度大，方法多。除了现有的机械处理技术、热处理技术、生物技术外，湿法冶金技术由于其既可回收稀贵金属，又可回收除铜以外的其他金属，具有金属回收率高、可获得高纯度的金属单质等优点被人们广泛关注。

从电子垃圾中回收金属的湿法冶金技术的基本原理，是将破碎后的电子废弃物颗粒置于水溶液介质(如酸、碱等溶液)中，通过化学或物理化学作用而实现提取目标金属的化学冶金过程，通常包括浸出、沉淀、结晶、过滤、萃取、吸附、电解等方法。在这些方法中，吸附法由于其相对高效、操作简便、无二次污染等优势一直以来被认为最具前途的固-液分离方法。Durga等用三甲胺修饰交联木质酚吸附材料研究了其对金、铂、钯的吸附性能，发现该材料对于贵金属具有很高的吸附容量，尤其是金，最高容量可以达到3.1mmol/g，同时在其他碱金属溶液中还具有很好的选择性。他们还研究过一些天然材料，例如造酒葡萄废料对金的吸附行为。Abidin等使用一种榴莲壳研究了对金的吸附动力学、热力学，结果显示该天然材料对金的最高吸附容量可达1.7mmol/g。Qu等制备了一种羟基和胺基封端的聚胺修饰硅胶，并研究了其结构和热力学性能。对金的吸附容量最高可达到1.0mmol/g。吸附行为符合一级吸附动力学和Langmuir热力学吸附模型。Song等用一种磁性的细菌研究了金和铜的吸附动力学。卢业玉等采用王水溶解一黄原酯棉吸附一盐酸洗脱一亚硫酸钠还原工艺，从废旧电路板中回收金，回收率为99.59％。Donia等用席夫碱修饰甲壳素制备一种磁性树脂，用静态批次吸附和柱吸附研究了材料的吸附性能，发现其最高吸附容量可以达到3.6mmol/g。由此可见，吸附材料的研究有两个特点：材料多样化，制备方法多样化。

文献Seko,N.;Bang,L.T.;Tamada,M.Nucl Instrum Methods Phys Res,Sect B2005,236,21、文献Seko,N.;Bang,L.T.;Tamada,M.Nucl Instrum Methods Phys Res,Sect B2007,265,146和文献Saito,K.;Saito,K.;Sugita,K.;Tamada M.;Sugo,T.Ind Eng Chem Res2002,41,5686均报道了辐照接枝聚合制备高分子吸附材料，在环境、生物等领域有着巨大的应用潜力。20世纪70年代起，随着大型钴源和电子加速器技术的发展，辐射技术应用中的辐射源问题逐步得到改善，基于乙烯基类单体的预辐照接枝聚合制备高分子材料已逐渐趋于商业化。近年来高分子材料的改性也涉及方法学、材料学、机理等多层面，改性技术逐渐成熟。根据引入的功能基团的不同，在各领域都取得了较好的应用：制备重金属吸附材料用于废水处理；贵金属、稀有金属吸附材料用于海水提铀（U）、温泉提钪（Sc），扇贝提镉（Gd）；作为离子交换材料被用于U、钚（Pu）、镅（Am）等元素的检测和分离。有些课题组也开始尝试利用辐射接枝技术制备贵金属吸附材料，但相关研究还有待系统和深入。

吸附法的关键在于制备低价而高效的吸附材料。而传统的吸附树脂由于其选择性低、水通量低和较差的机械性能已经不能满足当前回收贵金属的技术需求。因此，研究和开发新型的吸附材料迫在眉睫。新材料要求高吸附容量、高水通量、好的热学和力学性能、便于实际操作和重复使用。因此对基材的选择、功能团的种类的要求越来越高。