[发明专利]2-氨基-2-噻唑啉改性聚丙烯腈螯合纤维及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种2‑氨基‑2‑噻唑啉改性聚丙烯腈螯合纤维及其制备方法和应用。所述螯合纤维是由2‑氨基‑2‑噻唑啉亲核加成到聚丙烯腈纤维上构成的。具体方案如下：将腈纶纤维加入去离子水中，充分溶胀后，再添加一定摩尔比的配体2‑氨基‑2‑噻唑啉，在充满氮气，冷凝回流的条件下，保持一定温度并以一定的速度，匀速震荡至反应平衡，然后冷却，过滤，水洗，澄清，烘干，得到2‑氨基‑2‑噻唑啉改性聚丙烯腈螯合纤维。本发明制备得到的改性螯合纤维能很好的回收电子废弃物中的Au(Ⅲ)。该制备方法成本低，制备工艺简单；并且交联后的螯合纤维吸附量大，解吸性能好，吸附选择性好。

技术领域

本发明属于高分子改性技术领域，具体涉及一种改性聚丙烯腈纤维及其应用。

背景技术

以丙烯腈(AN)单体作为主要链结构单元的高聚物纺制的纤维叫聚丙烯腈纤维(PANF)，PANF有“合成羊毛”之称，具有许多优良性能，柔软性和保暖性良好，耐光性和耐辐射性能优异，但它的强度不高，耐磨性能和抗疲劳性能较差。改性聚丙烯腈纤维是由含有35％—85％AN含量的聚合物制备的纤维，伴随着合成纤维生产水平的不断提高，各种各样的改性PANF相继被制备了出来。

新型材料改性纤维由于具有比表面积大、对金属离子有良好的吸附选择性等优点，近年来越来越引起人们的关注和重视。溶液中痕量元素的富集和分离越来越多地使用含有有机功能团的螯合纤维，而高分子螯合纤维中以聚丙烯腈纤维为载体的，具有良好的动力学性能、稳定性和抗酸碱能力。

新型聚丙烯腈螯合纤维有相当好的吸附能力，重金属离子、稀土金属离子和贵金属离子都会和新型聚丙烯腈螯合纤维以配位键的形式结合形成相对稳定的多元螯合物。在与不同金属离子形成的配位化合物结构中，影响其稳定性的因素各不相同，它们对金属离子的选择性和相对应的金属离子吸附量也不相同。

现代社会中，黄金的重要用途之一是作为国际储备。黄金不活泼，抗腐蚀，易锻造使它在历史上一直有货币的职能。直到现在黄金仍然在许多国家的国际储备中，占有相当重要的地位。

金具有良好的导电性和导热性，极高的抗腐蚀稳定性，在一定压力下金容易被锻焊，具有良好的工艺性；金可制成超导体与有机金等，被广泛用到电子技术、化工技术、医疗技术等重要的现代高新技术产业中。金的稀缺和贵重使得从二次资源中分离富集回收重复使用金具有重大的意义，这不仅为金的供应提供了一种良好的解决方法，还改善了环境污染，实现了资源的重复利用。

目前国内回收金的方法有：硫脲法，火法熔退法、化学退镀法、电解法、王水法、煅烧法、浮石法、浸蚀法、焚烧法、火法熔炼法等。这些方法虽然比较简单易行，但都有各自的局限性和缺陷。吸附分离技术具有选择性高，浓缩比大，操作简便等优点，在低浓度的污染物去除和贵金属离子富集方面具有独特的优势。由于吸附剂的性能决定了吸附分离技术的应用，因此吸附剂的研究和开发一直是吸附分离技术的重点。在金的分离富集中使用最多的是阴离子交换树脂和螯合树脂，它们方便快捷，可回收，可重复利用，环境污染小。树脂微球是对金属离子具有一定选择性吸附能力的螯合材料，但树脂微球是经过化学交联的，功能基团因交联点的限制而使其运动自由度变小，金属离子结合的配体功能基数少。并且由于受到交联网络的影响，在微球内部会发生一些吸附反应，并且在洗脱过程中会产生拖尾现象，这大大降低了树脂的再利用效率。

螯合纤维没有经过交联，功能基团的运动自由度比较大，金属离子可结合较多的配体，而且纤维的直径小、比表面积大，其特殊的物理形态使其与吸附质有较大的接触面积与较小流体阻力，不仅吸附速率快，容量大，而且更容易脱附，对于痕量金属离子的吸附也十分有效。目前，在螯合纤维的研究中，缺乏对Au³⁺具有良好的选择吸附性能的研究，尤其是从废旧电子产品中回收金的应用研究。

发明内容