[发明专利]一种金属离子吸附剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种金属离子吸附剂，其特征在于，所述金属离子吸附剂通过超细煤粉、硅烷偶联剂、二元羧酸反应得到，其制备原料以重量份计包括：

超细煤粉 80-120份

含活性基团的硅烷偶联剂 10-40份

二元羧酸 2-50份；

所述含活性基团的硅烷偶联剂为端氨基型硅烷偶联剂。

2.根据权利要求1所述的金属离子吸附剂，其特征在于，所述含活性基团的硅烷偶联剂具有如式I所示结构：

其中，R₂、R₃、R₄各自独立地为甲基或乙基；

R₁选自C1-C8直链或支链亚烷基、亚苯基、--R₅-NH-R₆--中的任意一种；

其中，R₅、R₆各自独立地选自C1-C6直链或支链亚烷基、亚苯基或中的任意一种；

其中，R₇、R₈各自独立地选自C1-C3直链或支链亚烷基；

虚线代表基团的连接位点；

优选地，所述含活性基团的硅烷偶联剂包括如下化合物中的任意一种或至少两种的组合：

3.根据权利要求1或2所述的金属离子吸附剂，其特征在于，所述二元羧酸包括乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸或癸二酸中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述二元羧酸与含活性基团的硅烷偶联剂的摩尔比为(0.95-1.05):1；

优选地，所述金属离子吸附剂的粒径为3-10μm；

优选地，所述金属离子吸附剂的比表面积为8-20m²/g。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的金属离子吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将超细煤粉与溶剂混合，得到混悬液；所述混悬液与含活性基团的硅烷偶联剂进行硅烷化反应，得到硅烷化超细煤粉；所述硅烷化超细煤粉与二元羧酸在活化剂存在下进行酰化反应，得到所述金属离子吸附剂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括乙醇、甲醇或丙酮中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述溶剂与超细煤粉的质量比为(4-10):1；

优选地，所述混合采用超声震荡；

优选地，所述混合的时间为5-30min；

优选地，所述含活性基团的硅烷偶联剂以硅烷偶联剂处理液的形式与混悬液混合并进行硅烷化反应；

优选地，所述硅烷偶联剂处理液的溶剂为水；

优选地，所述溶剂与硅烷偶联剂的质量比为(5-40):1；

优选地，所述硅烷化反应的时间为1-5h；

优选地，所述硅烷化反应后还包括过滤、干燥的步骤；

优选地，所述活化剂为N,N-羰基二咪唑；

优选地，所述活化剂与二元羧酸的摩尔比为1:(0.9-1.1)；

优选地，所述酰化反应的温度为20-80℃，时间为10-24h；

优选地，所述酰化反应的溶剂包括乙腈和/或四氢呋喃；

优选地，所述酰化反应后还包括过滤、干燥的步骤。