专利名称：一种苯胺-2,4-二氨基酚共聚物、其制备方法及在去除水体中铬离子的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种共聚物，特别是一种苯胺_2，4- 二氨基酚共聚物及其化学制备方 法，本发明还涉及该共聚物在吸附去除水中铬离子的应用。
背景技术：
随着经济的发展，来源于冶金、金属加工、电镀、制革、油漆、颜料等行业排放的含 铬废水也日益增多。铬的毒性与共存价态有关，其中六价铬的化合物不仅对皮肤和黏膜有 腐蚀性，而且容易在人体内积蓄，具有强烈的毒性和致癌性，甚至导致死亡。含铬废水的常 规治理方法中，吸附法因操作简单、见效快、可循环使用等优点得到广泛应用，而高效、廉价 的吸附材料一直是研究的热点。活性炭吸附剂处理效果好，但价格昂贵，再生损失严重；农 业副产品、工业废物以及生物吸附剂来源广泛，但存在吸附容量小、处理不当容易造成二次 污染等缺点。导电聚合物因具有光、电、磁等方面特殊的性能，备受人们关注，目前已应用于 蓄电池、传感器、磁疗器械等领域。苯胺-2，4-二氨基酚，其原料廉价易得、合成简便、稳定 性好，共聚物结构中含较多羟基和含氮官能团，能通过络合、静电吸附、氧化还原等作用吸 附去除重金属离子，同时这些官能团具有缓冲pH的作用，提高材料对于水化学条件的适应 性，有望成为新型的重金属吸附材料。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种适应于酸性pH范围的苯胺_2，4- 二氨基酚
共聚物及其制备方法，利用该共聚物可以吸附去除水中的铬离子，操作方便，去除效果好。 本发明所述的苯胺-2， 4- 二氨基酚共聚物，是由以下化学方法制备而成 1)将苯胺单体和硫酸溶于去离子水中，搅拌条件下加入2， 4- 二氨基酚盐酸盐，其
中苯胺、硫酸与2，4-二氨基酚盐酸盐的摩尔比为100 : 250 : 1 5; 2)将过硫酸铵和硫酸配成水溶液，其中过硫酸铵与硫酸的摩尔比为O. 56 : l，使
过硫酸铵和步骤i)得到的溶液中的苯胺单体摩尔比为2 1 : 1 ; 3)将等体积的过硫酸铵和硫酸溶液缓慢加入上述步骤1)配制的反应液中，磁力 搅拌，反应3 12小时； 4)得到反应物先用稀硫酸洗涤、抽滤直至滤液无色，再用去离子水冲洗若干次；
5)将上述步骤4)得到的固体物质在90-ll(TC条件下在真空干燥箱中烘干，得到 苯胺-2，4-二氨基酚共聚物。 本发明还提供了苯胺-2，4-二氨基酚共聚物的制备方法及其在去除水体中铬离 子的应用。 本发明所述的苯胺-2，4-二氨基酚共聚物性质稳定，合成原料为常见的苯胺、硫 酸、过硫酸铵等材料，廉价易得；制备过程简单，主要为溶液的配制、混合搅拌、过滤清洗等； 利用该共聚物吸附去除水中铬离子，适应于含铬废水通常的酸性pH范围；吸附操作方便，只需直接投加搅拌，且吸附容量较大，投加使用量少，去除效果好，具有一定的工业应用前
旦 豕。
图1是本发明涉及的苯胺_2，4- 二氨基酚共聚物粉末的扫描电镜形貌图。 图2是本发明涉及的含铬溶液pH对苯胺-2， 4- 二氨基酚共聚物吸附水中铬离子
的影响。 图3是本发明涉及的苯胺_2，4- 二氨基酚共聚物吸附水中铬离子的吸附等温线。 具体实施例 1、苯胺-2 ，4- 二氨基酚共聚物的化学制备方法
实施例1 : 1)将苯胺单体和硫酸溶于去离子水中，搅拌条件下加入2，4-二氨基酚盐酸盐，其 中苯胺、硫酸与2，4-二氨基酚盐酸盐的摩尔比为25 : 62.5 : 1; 2)将过硫酸铵和硫酸配成水溶液，其中过硫酸铵与硫酸的摩尔比为O. 56 : l，使 过硫酸铵和步骤1)得到的溶液中的苯胺单体摩尔比为1.4 : 1; 3)将等体积的过硫酸铵和硫酸溶液缓慢加入上述步骤1)配制的反应液中，磁力 搅拌，反应8小时； 4)得到反应物先用稀硫酸洗涤、抽滤直至滤液无色，再用去离子水冲洗若干次；
5)将上述步骤4)得到的固体物质在102t:条件下在真空干燥箱中烘干10h，得到 苯胺-2，4-二氨基酚共聚物。其形貌图如图l所示。 图1是苯胺-2，4-二氨基酚共聚物粉末的扫描电镜图。从图中可以看出该共聚
物的粒子呈现棒状。 实施例2 : 1)将苯胺单体和硫酸溶于去离子水中，搅拌条件下加入2， 4- 二氨基酚盐酸盐，其 中苯胺、硫酸与2，4-二氨基酚盐酸盐的摩尔比为100 : 250 : 1; 2)将过硫酸铵和硫酸配成水溶液，其中过硫酸铵与硫酸的摩尔比为O. 56 : l，使 过硫酸铵和步骤l)得到的溶液中的苯胺单体摩尔比为l : 1; 3)将等体积的过硫酸铵和硫酸溶液缓慢加入上述步骤1)配制的反应液中，磁力 搅拌，反应3小时； 4)得到反应物先用稀硫酸洗涤、抽滤直至滤液无色，再用去离子水冲洗若干次；
5)将上述步骤4)得到的固体物质在9(TC条件下在真空干燥箱中烘干10h，得到苯 胺-2，4-二氨基酚共聚物。
实施例3 : 1)将苯胺单体和硫酸溶于去离子水中，搅拌条件下加入2， 4- 二氨基酚盐酸盐，其 中苯胺、硫酸与2，4-二氨基酚盐酸盐的摩尔比为20 : 50 : 1; 2)将过硫酸铵和硫酸配成水溶液，其中过硫酸铵与硫酸的摩尔比为O. 56 : l，使 过硫酸铵和步骤i)得到的溶液中的苯胺单体摩尔比为2:1; 3)将等体积的过硫酸铵和硫酸溶液缓慢加入上述步骤1)配制的反应液中，磁力
4搅拌，反应12小时； 4)得到反应物先用稀硫酸洗涤、抽滤直至滤液无色，再用去离子水冲洗若干次；
5)将上述步骤4)得到的固体物质在ll(TC条件下在真空干燥箱中烘干10h，得到 苯胺-2，4-二氨基酚共聚物。 2、苯胺-2，4- 二氨基酚共聚物吸附水体中铬离子的方法
实施例4 : 1)将20mg苯胺_2， 4_ 二氨基酚共聚物加入到30mg L—\50mg L—1的模拟含铬废水 中； 2)将上述步骤1)得到的含共聚物的模拟含铬废水40mL加入到玻璃容器中，密 封； 3)将上述步骤2)中的玻璃容器置于振动培养箱中，25°。恒温振荡24小时；
4)振荡结束后，抽取10mL含铬废水过滤； 5)取lmL上述步骤4)的滤液稀释，用火焰原子吸收法测定铬离子浓度(C》；
6)计算共聚物吸附去除率R， R = (C。-Ce)/C。X 100% ; 图2是25°C ， 20mg共聚物吸附剂，C。 = 30mg L—1和50mg L—1含铬离子模拟废水在 不同PH条件的吸附效果图。从图2中可以看出在pH = 3. 0-6. 0的范围内，用此共聚物吸 附剂吸附铬离子的去除率都在90%左右。
实施例5 : 1)将20mg苯胺-2，4-二氨基酚共聚物加入到l_300mg L—1的模拟含铬废水中，含 铬废水的pH为5.0 ; 2)将上述步骤1)得到的含共聚物的模拟含铬废水40mL加入到玻璃容器中，密 封； 3)将上述步骤2)中的玻璃容器置于振动培养箱中，25°。恒温振荡24小时；
4)振荡结束后，抽取10mL含铬废水过滤； 5)取lmL上述步骤4)的滤液稀释，用火焰原子吸收法测定铬离子浓度(C》；
6)计算共聚物吸附容量Qe， Qe = (C。-Ce) XV/MX 100% ; 图3是25t:，20mg共聚物吸附剂，不同初始浓度的模拟含铬废水吸附等温线。可 以看出该材料对铬离子的吸附效果很好，吸附容量可达到124. 7mg/g。 以上是本发明的思路及实施方法，具体应用途径很多，应当指出，对于本技术领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应 视为本发明的保护范围。
权利要求
一种苯胺-2，4-二氨基酚共聚物，其特征在于由以下方法制备而成1)将苯胺单体和硫酸溶于去离子水中，搅拌条件下加入2，4-二氨基酚盐酸盐，其中苯胺、硫酸与2，4-二氨基酚盐酸盐的摩尔比为100∶250∶1～5；2)将过硫酸铵和硫酸配成水溶液，其中过硫酸铵与硫酸的摩尔比为0.56∶1，使过硫酸铵和步骤1)得到的溶液中的苯胺单体摩尔比为2～1∶1；3)将等体积的过硫酸铵和硫酸溶液缓慢加入上述步骤1)配制的反应液中，磁力搅拌，反应3～12小时；4)得到反应物先用稀硫酸洗涤、抽滤直至滤液无色，再用去离子水冲洗若干次；5)将上述步骤4)得到的固体物质在90-110℃条件下在真空干燥箱中烘干，得到苯胺-2，4-二氨基酚共聚物。
2. —种苯胺-2，4-二氨基酚共聚物的制备方法，其特征在于包括以下步骤1) 将苯胺单体和硫酸溶于去离子水中，搅拌条件下加入2， 4- 二氨基酚盐酸盐，其中苯 胺、硫酸与2，4-二氨基酚盐酸盐的摩尔比为100 : 250 : 1 5;2) 将过硫酸铵和硫酸配成水溶液，其中过硫酸铵与硫酸的摩尔比为O. 56 : l，使过硫酸铵和步骤1)得到的溶液中的苯胺单体摩尔比为2 1 : 1;3) 将等体积的过硫酸铵和硫酸溶液缓慢加入上述步骤1)配制的反应液中，磁力搅拌， 反应3 12小时；4) 得到反应物先用稀硫酸洗涤、抽滤直至滤液无色，再用去离子水冲洗若干次；5) 将上述步骤4)得到的固体物质在90-ll(TC条件下在真空干燥箱中烘干，得到苯 胺-2，4-二氨基酚共聚物。
3. 权利要求l所述的苯胺-2，4-二氨基酚共聚物在去除水体中铬离子的应用。
全文摘要
本发明公开了一种苯胺-2，4-二氨基酚共聚物、其制备方法及在去除水体中铬离子的应用，其制备步骤是室温下，在苯胺、硫酸和2，4-二氨基酚盐酸盐单体溶液中加入适量的氧化剂过硫酸铵进行聚合，聚合结束后过滤，先后用稀硫酸、超纯水洗涤至滤液无色，干燥，得到如扫描电镜图所示的纳米共聚物。室温下，将适量该共聚物加入到含铬模拟废水中，振荡24小时，过滤，滤液稀释后用火焰原子吸收测定铬的浓度。结果表明该共聚物在酸性pH条件下对铬离子具有优越的吸附性能。
文档编号C08G73/02GK101724150SQ200910234579
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月23日 优先权日2009年11月23日
发明者孙立, 张娅, 李琴, 翟建平, 胡秋婵 申请人:南京大学