[发明专利]一种含硫聚酰亚胺树脂作为稀土元素吸附剂的应用

说明书

本发明公开了一种含硫聚酰亚胺树脂作为稀土元素吸附剂的应用，所述含硫聚酰亚胺树脂为无规型含硫聚酰亚胺树脂或嵌段型含硫聚酰亚胺树脂，所述无规型含硫聚酰亚胺树脂的结构式如式I所示，所述嵌段型含硫聚酰亚胺树脂的结构式如式II所示。本发明提供的吸附剂对钪、钇、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥等16种稀土元素有吸附作用，同时吸附过程不受钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅等元素的干扰。吸附过程简单，操作方便。本发明提供的吸附剂可在强酸、高温高压环境中正常使用，并且可以通过简单的脱附过程将树脂材料再生，经济环保。

技术领域

本发明涉及一种含硫聚酰亚胺树脂用作16种稀土元素吸附剂的应用。

背景技术

稀土由14种自然元素以及几种合成元素组成，是一种重要的国家战略资源，世界各国对于稀土的储备非常重视。我国虽然是世界上稀土资源较丰富的国家之一，但是使用量也大，随着稀土在国计民生中的影响日渐增强，国家对于稀土资源越来越重视。作为一种不可再生资源，稀土的回收利用、提纯浓缩一直以来都受到了广泛的研究和关注。

此外，随着稀土在军事、冶金、石油化工、玻璃陶瓷、以及农业领域中的应用增加，稀土在环境和食品中的污染问题也逐渐增加。虽然稀土总体上属于低毒元素，但是随着土壤、水体等环境中稀土含量的增加，农作物和动植物体内的稀土元素含量也飞快增长，导致人体摄入量也随之上升。过量的稀土摄入会造成中枢神经系统异常、骨微结构病变等，危害极大。因此，对于食品和环境中稀土元素的富集和检测也越来越受到重视。

常规的稀土提取一般采用酸溶解，溶剂萃取等步骤，使用大量的试剂，步骤复杂。对于溶液中的稀土元素浓缩一般采用溶剂挥发的方法，耗时耗能。针对稀土元素吸附的高分子吸附剂较少，往往采用广谱性的吸附材料进行吸附，针对性差，容易受到其他元素干扰。同时普通的有机吸附剂往往存在不耐有机溶剂、不耐强酸、不耐高温的缺点，难以用于稀土矿的开采。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，利用一种耐有机溶剂、耐强酸、耐高温的含硫聚酰亚胺树脂材料对稀土元素进行选择性吸附。同时提供一种洗脱技术，可以将吸附的稀土元素进行洗脱，从而实现该树脂材料的再生利用。

本发明采用的技术方案是：

一种含硫聚酰亚胺树脂作为稀土元素吸附剂的应用，所述含硫聚酰亚胺树脂为无规型含硫聚酰亚胺树脂或嵌段型含硫聚酰亚胺树脂，所述无规型含硫聚酰亚胺树脂的结构式如式I所示，所述嵌段型含硫聚酰亚胺树脂的结构式如式II所示，

其中，m，n，x分别为1～1000的整数。

进一步，所述无规型含硫聚酰亚胺树脂或嵌段型含硫聚酰亚胺树脂的合成方法已在Chen,G.,Pei,X.,Wei,H.,Xu,L.and Fang,X.(2015),Synthesis and characterizationof sulfonated block copolyimides derived from 4,4'-sulfide-bis(naphthalicanhydride)for proton exchange membranes.J.Appl.Polym.Sci.,132,41501中公开。

具体的，无规型含硫聚酰亚胺树脂或嵌段型含硫聚酰亚胺树脂可按以下方法制备得到：