[发明专利]氨化羧甲基壳聚糖硫脲树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种氨化羧甲基壳聚糖硫脲树脂及其制备方法和应用，该氨化羧甲基壳聚糖硫脲树脂是先以碱性溶胀后的壳聚糖为原料与氯乙酸制备羧甲基壳聚糖，然后以硫脲和戊二醛为原料制得大分子聚合物，再与羧甲基壳聚糖反应制得羧甲基壳聚糖硫脲树脂，再经氨化制得氨化羧甲基壳聚糖硫脲树脂，该产物可应用于吸附液体中的微量银离子。本发明的氨化羧甲基壳聚糖硫脲树脂对银离子的吸附容量大，吸附速度快，且绿色环保，成本低廉，可广泛应用于银离子吸附领域。

技术领域

本发明属于树脂制备技术领域，涉及一种氨化羧甲基壳聚糖硫脲树脂及其制备方法和应用，具体涉及一种对银离子具有良好吸附性能的氨化羧甲基壳聚糖硫脲树脂及其制备方法和应用。

背景技术

银在自然界中储量有限，作为一种稀贵金属具有极高的经济价值；同时，工业废物中的银离子含量超标会对环境和人体健康造成很大影响。国内对银的回收工艺技术整体相对滞后，回收生产以粗放型较多，回收率需进一步提高，回收过程中对生态环境造成的污染需加强控制。吸附法可大大减少分离回收过程给环境带来的污染。而且随着技术的进步，吸附材料的选择性也不断提高。螯合树脂作为一种特殊的离子交换树脂，具有物理性质稳定，机械性能较好，适用于工业生产等优点，在使用过程中不会产生废弃物，环境污染小，能耗极低，成本低廉；其骨架上的螯合基团对某些特定的离子具有良好的吸附性，吸附完成后再使用相对应的洗脱剂可以将金属离子解离并富集。针对一般的离子交换树脂与金属离子的结合力和选择性有待提高的缺点，螯合树脂具有明显优势，因此成为研发重点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种吸附容量大，吸附速度快，绿色环保、成本低廉、可重复利用的氨化羧甲基壳聚糖硫脲树脂及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种氨化羧甲基壳聚糖硫脲树脂，所述氨化羧甲基壳聚糖硫脲树脂是以羧甲基壳聚糖硫脲树脂和乙二胺为原料经脱水缩合反应制备得到，所述羧甲基壳聚糖硫脲树脂是以羧甲基壳聚糖、硫脲和戊二醛为原料经缩聚反应制备得到，所述羧甲基壳聚糖是以碱性溶胀后的壳聚糖和氯乙酸为原料经亲核取代反应制备得到；所述氨化羧甲基壳聚糖硫脲树脂的化学结构式如式(1)所示：

上述的氨化羧甲基壳聚糖硫脲树脂，优选的，所述氨化羧甲基壳聚糖硫脲树脂为用于吸附液体中银离子的氨化羧甲基壳聚糖硫脲树脂。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种氨化羧甲基壳聚糖硫脲树脂的制备方法，包括以下步骤：

(1)羧甲基壳聚糖的制备：以碱性溶胀后的壳聚糖为原料，与氯乙酸发生亲核取代反应，经后处理，得到羧甲基壳聚糖；

(2)羧甲基壳聚糖硫脲树脂的制备：先以硫脲和戊二醛为原料，经缩聚反应，制得大分子聚合物，然后以羧甲基壳聚糖和大分子聚合物为原料，经缩聚反应，制得羧甲基壳聚糖硫脲树脂；

(3)氨化羧甲基壳聚糖硫脲树脂的制备：以羧甲基壳聚糖硫脲树脂和乙二胺为原料，溶解于有机溶剂中，在脱水剂的作用下发生脱水缩合反应，制得氨化羧甲基壳聚糖硫脲树脂。

上述的氨化羧甲基壳聚糖硫脲树脂的制备方法，优选的，步骤(1)具体包括以下步骤：

(1.1)将壳聚糖加入碱性溶液中，搅拌均匀后，恒温碱性溶胀；

(1.2)将氯乙酸溶于第一有机溶剂中，得到氯乙酸的有机溶液，向所述步骤(1.1)制得的溶胀后的壳聚糖中滴加氯乙酸的有机溶液，恒温下发生亲核取代反应，得到羧甲基壳聚糖的钠盐；

(1.3)将羧甲基壳聚糖的钠盐分散在水中，加酸调至中性，加入第二有机溶剂，经结晶、过滤、洗涤和真空干燥后，得到羧甲基壳聚糖。