[发明专利]一种富含硫代胺基功能化磁性材料高效吸附重金属的方法

摘要

本发明提供了一种富含硫代胺基功能化磁性材料高效吸附重金属的方法，涉及到一种硫代胺基官能团修饰超支化聚合物磁性材料的制备，属于功能材料和重金属吸附领域。具体是用含硫螯合基团修饰端胺基超支聚合物功能化磁性复合材料，利用静态吸附去除水溶液中Pb²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺。本发明选用的端胺基超支聚合物具有类似网络球状的三维立体结构的大分子聚合物，它能增加表面官能团的密度。相比线性聚合物而言，高度支化结构的聚合物其分子链之间不易缠结，溶解度高，粘度低，分子结构呈球形，内部有大量的空腔，分子表面的反应活性位点较多，有利于特定螯合基团的引入，应用于吸附领域，可大大提高吸附效率。本发明能将水溶液中Pb²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺等重金属离子彻底去除，具有吸附材料来源广泛、成本低廉，操作简单、去除效果快捷高效、选择性高，吸附容量大等优点。

主权项

1.一种富含硫代胺基功能化磁性材料高效吸附重金属的方法，其特征在于：包括富含硫代胺基功能化磁性材料的制备以及水中重金属离子的高效吸附应用，具体如下：a.富含硫代胺基功能化磁性材料的制备1)端胺基超支聚合物的制备：将单体A溶解在甲醇中，然后滴加等摩尔数的单体B，室温下反应8～14h后，减压蒸馏出体系中的甲醇，然后真空下40～80℃继续反应0.5～3h，升温至100～150℃反应6～10h，反应完成后加入甲醇溶解，产物经乙醚沉淀，抽滤洗涤，真空干燥得到淡黄色粘性固体；2)胺基功能化介孔磁性材料的制备：将无水FeCl₃和乙酸钠按照1∶4～8的摩尔比溶解在乙二醇中，搅拌超声0.5～1h，然后在30～50℃回流条件下，按照与乙酸钠等摩尔的量加入含胺基试剂，反应1～3h，将所得混合物在高压反应釜内180～220℃条件下反应6～12h，然后用去离子水和无水乙醇洗涤所得产物，在60℃真空干燥箱内干燥24h；3)端胺基超支聚合物功能化介孔磁性材料的制备：将步骤2)所得产物分散在含端胺基超支化聚合物浓度为5～20g/L的磷酸缓冲溶液中，且调节pH值，超声10～20min后，加入4～8mL交联剂，然后升温至50～85℃之间通氮气条件下机械搅拌反应6～12h，所得产物用去离子水和无水乙醇洗涤5次，在60℃真空干燥箱里干燥12h；4)富含硫代胺基功能化磁性材料的制备：取步骤3)所得产物200mg分散在200～500mL 0.1～0.5mol/L的氢氧化钠溶液中超声15～30min后，加入40～80mL异丙醇，然后再加入4～10mL含硫重金属螯合基团，然后在室温条件下机械搅拌4～8h，所得产品用去离子水和异丙醇洗涤5次，磁分离，在40℃真空干燥箱干燥10h；b.水中重金属离子的高效吸附应用取一定量的富含硫代胺基功能化磁性材料，置于含重金属离子的水溶液中，调节pH值，搅拌下吸附；其中，步骤a中所述的单体A为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯基六胺中的一种，所述的单体B为丁二酸酐、邻苯二甲酸酐、环丁酸酐、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种；步骤a中所述的含胺基试剂为乙二胺、乙胺醇、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、邻苯二胺、1，6‑己二胺中的一种或者几种；步骤a中所述的交联剂为戊二醛、环氧氯丙烷、六氢邻苯二甲酸酐中的一种或者多种。