[发明专利]一种吸附重金属离子的酚胺聚合物的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够对重金属离子进行吸附的酚胺聚合物的制备方法及其应用。

背景技术

随着社会的发展，人们的生活水平越来越高，但随之而来的环境污染问题也是越来越严重，尤其最近几年随着工业的发展，重金属污染问题日益严峻，重金属污染物在生态系统中的日积月累导致环境日益恶化，并且已经成为影响人们健康的一大杀手锏。

    现有的用于重金属离子去除的方法很多，例如电沉积、过滤、离子交换、膜过滤、蒸发、反渗透以及吸附法。吸附法相对其他方法具有环境污染小、吸附速率快、高效、经济、简便等诸多优点，被认为是最有发展前景的处理重金属离子污染的方法。

    常用吸附剂主要有碳类吸附剂，如活性炭、碳纤维、碳纳米管、石墨烯等；矿物吸附剂，如沸石(Sandhya Babel, Tonni Agustiono Kurniawan, Low-cost adsorbents for heavy metals uptake from contaminated water: a review, Journal of Hazardous Materials 2003,B97,219-243.) 、黏土（一种伊/蒙粘土重金属离子吸附剂及其制备方法,申请号：CN201310488063）、海泡石等；工业副产品吸附剂如煤灰、炉渣等；生物质吸附剂如橘皮（一种利用橘皮制作重金属离子吸附剂的方法，申请号：CN201410080208 ）、麦杆、谷壳、壳聚糖（ 改性磁性壳聚糖微球重金属离子吸附剂的制备方法，申请号：CN201310189171）、几丁质等和高分子吸附剂（一种用于土壤重金属离子吸附的聚氨酯泡沫材料，申请号：CN201310161932） 等。虽然传统的多孔矿物材料已用于去除环境中重金属离子，但是这些材料由于低负荷能力和低选择性而具有局限性。而原始的微生物和农林渔业废弃物虽然有一定的吸附能力，但由于活性组分含量较低，吸附能力有限，通常需要经过处理后，才能应用于重金属离子的去除。而高分子吸附剂却可以改善原始吸附材料的这些缺点，大大提高重金属离子的去处效率。

    高分子吸附剂是一类能与金属离子形成多配位络合物的交联功能高分子材料，可以从水溶液中有选择性地螯合某些特定的重金属离子，从而实现选择性去除，且去除率高。高分子吸附剂可以在重金属浓度很低的情况下进行吸附反应，并且大部分的高分子吸附剂都可以在温和的条件下进行解吸，从而实现吸附剂的重复利用。

    本专利中，邻苯二酚在温和条件下，就可以利用空气中的氧气将其氧化成邻苯醌，使之与二胺化合物发生聚合而制备酚胺聚合物，其操作简单、反应易控、能耗低，且不需要加入额外的氧化剂。酚胺聚合物含有邻苯二酚基等活性基团，可以有效地与重金属离子进行螯合，从而实现去除作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种简便高效的利用含有酚羟基、胺基的化合物制备酚胺聚合物，用于吸附重金属离子。

本发明所述聚合物的制备方法为：将多酚和二胺化合物分散在溶剂当中，反应温度为0~80^oC，反应时间为3~72h，离心，洗涤，干燥。将得到的酚胺聚合物吸附重金属离子。

进一步的，所述步骤中多酚为邻苯二酚、对苯二酚中的至少一种。

进一步的，所述步骤中二胺为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺 、四乙烯五胺、多乙烯多胺中的至少一种。

进一步的，所述步骤中的溶剂为水、乙醇或其混合溶液。

进一步的，所述步骤中多酚和二胺的摩尔质量比例为1：0.7~1.1。

本发明所述的制备酚胺聚合物的方法具有如下优点：制备方法工艺简单、反应条件温和、制备成本低廉、溶剂环境友好、对重金属离子吸附能力强。

附图说明

图1为酚胺聚合物室温吸附Cr⁶⁺，100mg/L、pH=7.0的吸附浓度随时间的变化曲线；

        图2为为酚胺聚合物室温吸附Cr⁶⁺（100mg/L）不同pH值的对比。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

实施例1：

(1) 制备酚胺聚合物

将摩尔比为1:1的邻苯二酚与己二胺溶于50ml蒸馏水中，浓度为0.004mol/L，在电磁力搅拌油浴锅中设定反应温度为30^oC，反应48h，离心，洗涤，40^oC真空干燥，得到酚胺聚合物。