[发明专利]一种钼离子印迹氨基功能化壳聚糖吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种钼离子印迹氨基功能化壳聚糖I‑EDA‑CS吸附剂，制备方法为1)钼酸铵固体加入到水和乙醇的混合溶液中，搅拌反应，得到无色透明液体。2)滴入乙二胺，在常温下不断搅拌，再加入环氧氯丙烷，回流搅拌，然后加入适量生物质壳聚糖，回流搅拌，洗涤，干燥，得到中间产物。3)用HCl除去中间产物中的钼印迹离子，再用蒸馏水洗涤至中性，干燥，得到钼离子印迹的氨基功能化壳聚糖。该制备方法简单，绿色无污染，制备出的离子印迹氨基功能化壳聚糖吸附剂分离富集效率高，可从含铼溶液中选择性的吸附铼。本发明的方法无能源消耗、节能环保、吸附量大、适用广泛、具有实际应用性。

技术领域

本发明应用于稀散金属的有效提取以及绿色吸附剂制备技术领域，涉及离子印迹氨基功能化壳聚糖吸附剂，旨在从含有铼离子及杂质金属离子的溶液中选择性的回收铼。

背景技术

稀散元素(缩写RSE)又可以称为稀有分散元素，主要包括:①镓；②铟；③锗；④铊；⑤硒；⑥碲；⑦铼。铼是一种贵重的稀散金属。它是地球上储量最稀少的金属，具有高强度、高熔点以及优异的延展性、机械稳定性、成形性，是当今重要的新兴金属材料，广泛应用于石油工业、航天工业、汽车工业、电子工业等现代工业各部门。铼大多存在于硫化铜矿、辉钼矿、稀土矿和铌钽矿中，其中硫化矿和辉钼矿是目前回收和提取铼的主要原料，它们之中铼的含量约在10^-4数量级以下。

目前提取铼的方法主要包括：离子交换法、活性炭吸附法、萃取分离法、液膜法、氧化还原法、沉淀法和电渗析法等。这些方法最突出的缺点在于处理低浓度金属废水时操作繁琐，运行费用较高，耗能大，且易造成二次污染。近二十年来溶剂萃取法由于其技术上的优越性和显著的经济效益在稀散金属生产上的应用日益广泛，但缺点是易乳化、损失率较大等。生物吸附法是目前处理含金属废水的一种较有效的方法，特别是对于低浓度废水的处理优势明显。生物吸附法处理废水亦可达到以废治废的目的。而生物吸附剂通常由合适的生物质获得的，这些吸附剂的主要优点是设备简单、操作简便、吸附速度快、吸附效率高、原料可再生、成本低、节约能源、环境友好等。

壳聚糖是甲壳素的衍生物，是一种来源广泛、储量极高、可生物降解、运行成本相对较低、绿色无污染的生物质材料。壳聚糖分子结构中存在着大量的氨基和羟基，因而壳聚糖对金属离子具有良好的吸附性，经常被用来处理污水。此外，分子印迹法可提高壳聚糖对金属离子的吸附选择性，当模板分子(印迹分子)与聚合物单体接触时会形成多重作用点，通过聚合过程这种作用就会被记忆下来，当模板分子除去后，聚合物中就形成了与模板分子空间构型相匹配的具有多重作用点的空穴，这样的空穴将对模板分子及其类似物具有选择识别特性。

发明内容

本发明目的是提供一种钼离子印迹氨基功能化壳聚糖吸附剂及其制备方法和应用，用于回收低浓度稀散金属离子铼，这种吸附剂的制备方法简单，无污染，成本低，分离富集效率高，可从含Cu(II)、Fe(II)、Zn(II)、Mn(II)等杂质离子的溶液中选择性的吸附铼。本发明的方法无能源消耗、节能环保、吸附量大、适用广泛、具有实际应用性。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种钼离子印迹氨基功能化壳聚糖吸附剂，所述吸附剂为I-EDA-CS吸附剂，I-EDA-CS吸附剂的结构式如(Ⅰ)所示：

所述的钼离子印迹氨基功能化壳聚糖吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将钼酸铵固体溶于水和乙醇的混合溶液中，搅拌，于20-25℃下反应2-4h，得到无色透明液体；

2)向无色透明液体中缓慢滴入乙二胺，在常温下不断搅拌，反应1-2h得溶液A，然后将环氧氯丙烷加入到溶液A中，回流搅拌，然后加入壳聚糖，继续回流搅拌，再用蒸馏水洗涤至中性，干燥，得到中间产物；

3)用HCl除去中间产物中的钼印迹离子，再用蒸馏水洗涤至中性，干燥，得到钼离子印迹的氨基功能化壳聚糖吸附剂。