苯胺共聚物及其制备方法和用途
【专利摘要】本文公开了苯胺共聚物及这些共聚物的制备方法。所述共聚物可用于例如从样品中除去金属离子。
【专利说明】苯胺共聚物及其制备方法和用途
【技术领域】
[0001]本申请涉及组合物及从样品中除去金属离子的方法。
【背景技术】
[0002]重金属污染的处理对于环境保护而言是一项挑战。重金属，例如Hg(II) ,Pb(II)、Cd(II)、Cr (III，VI)等一些有毒金属离子，可导致对活的生物体的严重危害。用于重金属废水处理的常规方法，如化学沉淀、电解法、萃取分离和膜分离，因缺乏检测低浓度金属离子的能力而在应用上受限。存在对于从样品中除去金属离子的强效吸附剂的需求。
【发明内容】
[0003]本文所公开的一些实施方式包括下述共聚物，所述共聚物具有至少一种可选地具有取代基的2-羟基-5-磺化苯胺作为第一单体单元和至少一种苯胺作为第二单体单元。
[0004]在一些实施方式中，第一单体单元由式I表示:
[0005]
【权利要求】
1.一种共聚物，所述共聚物包含至少一种可选地具有取代基的2-羟基-5-磺化苯胺作为第一单体单元和至少一种苯胺作为第二单体单元。
2.如权利要求2所述的共聚物，其中，所述第一单体单元由式I表示:
3.如权利要求2所述的共聚物，其中，R1是氢并且R2是氢。
4.如权利要求2所述的共聚物，其中，所述给电子基团是Cm烷基。
5.如权利要求1~4中任一项所述的共聚物，其中，所述共聚物包含至少约5摩尔％的所述第一单体单元。
6.如权利要求5所述的共聚物，其中，所述共聚物包含至少约10摩尔％的所述第一单体单元。
7.如权利要求6所述的共聚物，其中，所述共聚物包含约20摩尔％的所述第一单体单J Li ο
8.如权利要求1~4中任一项所述的共聚物，其中，所述共聚物所具有的所述第一单体单元与所述第二单体单元的摩尔比为约1:99~约50:50。
9.如权利要求8所述的共聚物，其中，所述第一单体单元与所述第二单体单元的摩尔比为约20:80。
10.一种包含亚微粒的组合物，其中，所述亚微粒包含权利要求1~9中任一项所述的共聚物。
11.如权利要求10所述的组合物，其中，所述亚微粒具有约50nm~约5μπι的平均粒径。
12.如权利要求10所述的组合物，其中，所述亚微粒具有约l(T7S/cm~约100S/cm的平均体电导率。
13.如权利要求10所述的组合物，其中，所述亚微粒具有约lm2/g~约500m2/g的平均表面积。
14.如权利要求10所述的组合物，其中，所述亚微粒具有约Inm~约500nm的平均孔径。
15.—种共聚物的制备方法，所述方法包括: 形成包含至少一种氧化剂、至少一种可选地具有取代基的2-羟基-5-磺化苯胺单体和至少一种苯胺单体的组合物；和 将所述组合物保持在对于所述2-羟基-5-磺化苯胺单体和所述苯胺单体的聚合有效的条件下以形成所述共聚物。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述可选地具有取代基的2-羟基-5-磺化苯胺单体由式I表示:
17.如权利要求15~16中任一项所述的方法，其中，所述氧化剂选自由过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、FeCl3、碘酸钾、Na3VO4、过氧化苯甲酰(BPO)及其任意组合组成的组。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述氧化剂是过硫酸铵。
19.如权利要求15~17中任一项所述的方法，其中，所述可选地具有取代基的2-羟基-5-磺化苯胺单体与所述苯胺单体的摩尔比为约1:99~约50:50。
20.如权利要求18所述的方法，其中，所述可选地具有取代基的2-羟基-5-磺化苯胺单体与所述苯胺单体的摩尔比为约20:80。
21.如权利要求15~20中任一`项所述的方法，其中，所述组合物中所述氧化剂与所述单体组分总量的摩尔比为约0.5:1~约5:1。
22.如权利要求21所述的方法，其中，所述组合物中所述氧化剂与所述单体组分总量的摩尔比为约1:1。
23.如权利要求15~22中任一项所述的方法，其中，将所述组合物保持在约0°C~约100。。。
24.如权利要求23所述的方法，其中，将所述组合物保持在约30°C。
25.如权利要求15~24所述的方法，其中，形成所述组合物的步骤包括将包含第一溶剂和所述氧化剂的第一溶液与包含第二溶剂、所述可选地具有取代基的2-羟基-5-磺化苯胺单体和所述苯胺单体的第二溶液合并，其中所述可选地具有取代基的2-羟基-5-磺化苯胺单体和所述苯胺单体可溶于所述第一溶剂和所述第二溶剂。
26.如权利要求25所述的方法，其中，所述第二溶剂是酸性水性介质。
27.如权利要求26所述的方法，其中，所述酸性水性介质包含选自由HCl、HNO3>H2SO4,HClO4, H3PO4, H5IO6, CH3COOH及其任意组合组成的组中的酸。
28.如权利要求15~27中任一项所述的方法，其中，所述保持步骤执行约2小时~约48小时。
29.一种从样品中除去金属离子的方法，所述方法包括: (a)提供疑似含有所述金属离子的未处理样品；和 (b)将所述未处理样品与组合物接触以形成已处理样品，其中所述组合物包含下述共聚物，所述共聚物包含至少一种可选地具有取代基的2-羟基-5-磺化苯胺作为第一单体单元和至少一种苯胺作为第二单体单元。
30.如权利要求29所述的方法，其中，所述第一单体单元由式I表示:
31.如权利要求29~30中任一项所述的方法，其中，所述金属离子是重金属离子。
32.如权利要求29~30中任一项所述的方法，其中，所述金属离子是Pb(II)或Hg(II)。
33.如权利要求29~30中任一项所述的方法，其中，所述金属离子是贵金属离子。
34.如权利要求29~30中任一项所述的方法，其中，所述金属离子是Ag(I)。
35.如权利要求29~30中任一项所述的方法,其中，所述金属离子选自由CM(II)、Cu(II)、Zn(II)、Pb(II)、Hg(II)和 Fe(III)组成的组。
36.如权利要求29~35中任一项所述的方法，其中，所述未处理样品是废水。
37.如权利要求29~36中任一项所述的方法，其中，所述未处理样品中所述金属离子的浓度不超过约200g/L。
38.如权利要求37所述的方法，其中，所述未处理样品中所述金属离子的浓度为约lng/L ~约 200mg/L。
39.如权利要求29~38中任一项所述的方法，其中，所述未处理样品中所述金属离子的浓度高于所述已处理样品中所述金属离子的浓度。
40.如权利要求39所述的方法，其中，所述未处理样品中所述金属离子的浓度为所述已处理样品中所述金属离子的浓度的至少约5倍。
41.如权利要求40所述的方法，其中，所述未处理样品中所述金属离子的浓度为所述已处理样品中所述金属离子的浓度的至少约10倍。
42.如权利要求41所述的方法，其中，所述未处理样品中所述金属离子的浓度为所述已处理样品中所述金属离子的浓度的至少约20倍。
43.如权利要求29~38中任一项所述的方法，其中，所述已处理样品中所述金属离子的浓度比所述未处理样品中所述金属离子的浓度的约30%更低。
44.如权利要求43所述的方法，其中，所述已处理样品中所述金属离子的浓度比所述未处理样品中所述金属离子的浓度的约15%更低。
45.如权利要求44所述的方法，其中，所述已处理样品中所述金属离子的浓度比所述未处理样品中所述金属离子的浓度的约1%更低。
46.如权利要求29~45中任一项所述的方法，所述方法还包括从所述已处理样品中分离所述共聚物。
47.如权利要求46所述的方法，所述方法还包括将所述分离的共聚物与螯合剂接触以形成再生的共聚物，其中，所述再生的共聚物中金属离子的量低于所述分离的共聚物中金属尚子的量。
48.如权利要求47所述的方法，所述方法还包括将疑似含有金属离子的第二未处理样品与所述再生的共聚物接触。
49.如权利要求47~48中任一项所述的方法，其中，所述螯合剂是多氨基羧酸。
50.如权利要求47~49中任一项所述的方法,其中，所述螯合剂选自乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙三胺五乙酸(DTPA)、N-(2-羟基乙基)乙二胺-N，Ni ,N1-三乙酸(HEDTA)、乙二醇-双(2-氨基乙基醚)-N，N，N' ,N1-四乙酸(EGTA)、乙二胺-N，N'-双((2-羟基苯基)乙酸)(EDDHA)及 其混合物。
【文档编号】C08G73/02GK103502310SQ201180070172
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2011年4月25日 优先权日:2011年4月25日
【发明者】黄美荣, 封皓, 李新贵 申请人:同济大学