一种聚丙烯腈-聚苯胺复合膜及其制备方法与用途
【专利摘要】本发明是提供一种聚丙烯腈-聚苯胺复合膜，由10份聚丙烯腈、2~50份聚苯胺、800~2000份N,N-二甲基甲酰胺制备而成，并同时提供该复合膜的制备方法与用途。本发明选用相容性较好聚丙烯腈作为聚苯胺的载体，将聚苯胺与聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺中进行恒温蒸发制得均匀的聚苯胺-聚丙烯腈复合膜，该复合膜应用于贵金属回收利用中，其使用成本低且使用安全可靠，而且回收率高达95%以上。
【专利说明】一种聚丙烯腈-聚苯胺复合膜及其制备方法与用途
[0001]【技术领域】:
本发明涉及一种高分子复合材料领域，尤其涉及一种聚丙烯腈-聚苯胺复合膜及其制备方法与用途。
[0002]【背景技术】:
贵金属主要指金、银和钼族金属(钌、铑、钯、锇、铱、钼)等8种金属元素。这些金属大多数拥有美丽的色泽，对化学药品的抵抗力相当大，在一般条件下不易引起化学反应。贵金属元素由于有优良的高温抗氧化性和抗腐蚀性等物理化学性能、优良的导电性、高温热电性能和稳定的电阻温度系数等电学性能、高的催化活性、强配位能力等，它们不仅被用来制作珠宝和纪念品，而且还有广泛的工业用途。由于其工业用途极广，而用量少，具有〃少、小、精、广〃的特点，因而被称为现代“工业的维他命”。随着高科技产业的发展，贵金属的应用领域越来越广泛，包含了日常生活、生物医学、航空航天、信息技术、激光技术、自动化技术、催化剂及新材料等。
[0003]目前对贵金属的回收国内外研究的较多，主要有电解、还原等方法。其中还原法主要采用活泼金属置换的方法进行，使用成本较高。本发明采用具有还原性的聚苯胺为还原齐0，以聚丙烯腈为载体，先通过制得聚丙烯腈-聚苯胺复合膜，再利用这种膜对废液中的贵金属进行回收利用，其回收率很高。
[0004]
【发明内容】
:
本发明的目的在于克服现有市场对贵金属回收方式的单一性，提供了一种用于贵金属回收的聚丙烯腈-聚苯胺复合膜；
本发明的另一目的是提供上述聚丙烯腈-聚苯胺复合膜的制备方法与其用途。
[0005]为了实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种聚丙烯腈-聚苯胺复合膜，由下列组份按重量份制备而成:
聚丙烯腈10份
聚苯胺2?50份
队化二甲基甲酰胺800?2000份。
[0006]所述聚苯胺由如下组分按重量份进行化学聚合反应而成:
苯胺10份
过硫酸铵15?30份
稀盐酸液5?10份。
[0007]所述过硫酸铵为分析纯；所述稀盐酸液为分析纯浓盐酸进行稀释得到的质量浓度为0.05%^5%的盐酸溶液。
[0008]所述聚丙烯腈-聚苯胺复合膜用于回收的贵金属指金、银、钌、铑、钯、锇、铱、钼。
[0009]本发明的另一个目的是提供一种制备上述聚丙烯腈-聚苯胺复合膜的方法，包括以下步骤:
(1)制备聚苯胺:称取15?30份过硫酸铵并配成10%?30%的过硫酸铵溶液；称取5?10份质量分数为0.05%^5%的稀盐酸液待用；将10份苯胺于烧杯中，然后缓慢加入前述配好的过硫酸铵溶液和稀盐酸液；于401?801条件下，反应40-1^80-11 ；最后利用循环水式多用真空泵进行抽滤、801?1001干燥得到墨绿色聚苯胺(卩八犯)；
(2)溶解:^^(1)制备的聚苯胺2?50份和聚丙烯腈灿010份于烧杯中，再往烧杯中加入800?2000份的队^ 二甲基甲酰胺(1?^)，然后将烧杯放在磁力加热搅拌器上进行加热搅拌1011111^20111111待聚苯胺(口灿^)与聚丙烯腈(9灿0完全溶解于队.二甲基甲酰胺
(0117)中为止；
(3)制备聚丙烯腈-聚苯胺复合膜:^(2)中混合液倒入培养皿中，再将培养皿放在恒7(^801温水浴锅上进行恒温蒸发，直至培养皿中混合液的高度为0.5^1^时，将其放在常温下进行蒸发24?28小时，最终得到聚丙烯腈-聚苯胺复合膜。
[0010]对于上述制备方法需要说明以下几点:
八:制备聚苯胺中，要求必须在401?801条件下，反应温度过低反应过慢、温度过高使得溶液沸腾反应过烈；时间也要控制好，时间太短反应不彻底、温度太长浪费时间。
[0011]8:聚丙烯腈-聚苯胺复合膜的制备方法中，要求先在701?801恒温水浴锅上进行蒸发，等剩余溶液的高度为0.5皿?1皿时再置于常温下蒸发。不可一直置于恒温水浴锅上进行蒸发，这样最终得不到平整的复合膜；也不可一直在常温下蒸发，这样的话成膜的时间太长，不利于生产化操作。所以本发明选择先在恒温水浴锅上进行恒温蒸发再进行常温蒸发。
[0012]另外，恒温水浴锅的温度最佳为701?801，低于此温度范围，则蒸发时间较长；高于此温度范围，则混合液会溅出伤人或制得的膜不平整。
[0013]本发明的第三个目的是提供上述聚丙烯腈-聚苯胺复合膜的用途，所述聚丙烯腈-聚苯胺复合膜用于废液中贵金属的回收。
[0014]上述制备的丙烯腈-聚苯胺复合膜主要用于对废液中金(如?、银(?)和钼族金属(钌、铑、钯、锇、铱、钼)等8种贵金属进行回收。将制得的复合膜放入废液之中24小时之后，由于聚苯胺具有还原性，可还原废液中的金(如?、银(八8)和钼族金属(钌、铑、钯、锇、铱、钼)等8种贵金属置换出来而吸附在载体聚丙烯腈的表面。从而实现对废液中贵金属的还原，达到对贵金属进行回收利用。接着将附有贵金属的膜放入队化二甲基甲酰胺中进行溶解，就可以得到贵金属单质。
[0015]本发明的有益之处:
匕)在酸性介质中，采用过硫酸铵作为引发剂引发苯胺聚合成聚苯胺，提高其合成率。
[0016](^)将聚苯胺与聚丙烯腈溶于队^ 二甲基甲酰胺中，接着进行恒温蒸发制得聚苯胺-聚丙烯腈复合膜；选用聚丙烯腈作为聚苯胺的载体，主要是两者的相容性较好，可制得均匀的复合膜。
[0017]((3)本发明制备的丙烯腈-聚苯胺复合膜应用于贵金属回收利用中，其利用聚苯胺的还原性，将废液中贵金属进行还原，并以聚丙烯腈为载体将废液中贵金属吸附提取出来；其回收率高达95%以上。
[0018]((1)现有的还原法回收贵金属主要采用活泼金属置换的方法进行，其使用成本较高；而电解法主要存在用电危险及回收率不高缺陷，而本发明利用聚苯胺与聚丙烯腈制得聚苯胺-聚丙烯腈复合膜对废液中的贵金属进行回收，其使用成本低且使用安全可靠，而且回收率高达95%以上。
[0019]
【专利附图】
【附图说明】
图1是聚丙烯腈-聚苯胺复合膜的扫描电镜图(10000倍)；
图 2 是附有贵金属；
图3是附有贵金属-金的聚丙烯腈-聚苯胺复合膜的扫描电镜图(3000倍
【具体实施方式】
[0020]下面结合一些实施例对本发明作进一步说明。
[0021]本发明采用硝酸银溶液和氯金酸溶液作为对贵金属回收的典型溶液，然本发明的保护范围不仅局限于此。
[0022]注:本发明使用的八砂03溶液的浓度为25呢加1、撤11(?溶液的浓度为250呢加1 ； 贵金属回收率=〔(浸泡前的溶液浓度-浸泡后的溶液浓度)/浸泡前的溶液浓度〕
氺100% ；
贵金属溶液的浓度采用分光光度计进行测量。
[0023]实施例1
(1)称取15份的过硫酸铵配成10%的过硫酸铵溶液与质量浓度为0.05%的稀盐酸溶液5份待用；将10份苯胺于烧杯中，再缓慢加入前述稀盐酸溶液和过硫酸铵溶液于401条件下，反应40-=；最后利用循环水式多用真空泵进行抽滤、801干燥得到墨绿色聚苯胺。
[0024](2)将(1)制备的聚苯胺2份和聚丙烯腈10份于烧杯中，再往烧杯中加入800份的队二甲基甲酰胺，然后将烧杯放在磁力加热搅拌器上进行加热搅拌10-！！待聚苯胺与聚丙烯腈完全溶解于队^ 二甲基甲酰胺中为止。
[0025](3)将上述混合液倒入培养皿中，接着将培养皿放在恒温水浴锅上进行701恒温蒸发，当培养皿中的混合液的高度为1皿时，将其放在常温下进行蒸发24小时，最终得到聚丙烯腈-聚苯胺复合膜，附有贵金属-银的聚苯胺-聚丙烯腈复合膜见图1所示。
[0026](4)最后，将上述所得的聚苯胺-聚丙烯腈复合膜裁剪成边长为1挪的正方形膜块，接着将方形复合膜放入浓度为25呢加1的八砂03溶液中对贵金属-银进行回收，并计算出银的回收率为96.95%。附有贵金属-银的聚苯胺-聚丙烯腈复合膜见图2。
[0027]实施例2
(1)称取30份的过硫酸铵配成30%的过硫酸铵溶液和质量浓度为5%的稀盐酸溶液10份待用；
将10份苯胺于烧杯中，再缓慢加入前述稀盐酸溶液和过硫酸铵溶液；接着在801条件下，反应80-=；最后利用循环水式多用真空泵进行抽滤、1001干燥得到墨绿色聚苯胺。
[0028](2)将(1)制备的聚苯胺50份和聚丙烯腈10份于烧杯中，再往烧杯中加入2000份的队二甲基甲酰胺，然后将烧杯放在磁力加热搅拌器上进行加热搅拌20-=待聚苯胺与聚丙烯腈完全溶解于队^ 二甲基甲酰胺中为止。
[0029](3)将上述混合液倒入培养皿中，接着将培养皿放在恒温水浴锅上进行801恒温蒸发，当培养皿中的混合液的高度为0.5皿时，将其放在常温下进行蒸发28小时，最终得到聚丙烯腈-聚苯胺复合膜。
[0030](4)最后，将上述所得的聚苯胺-聚丙烯腈复合膜裁剪成边长为1挪的正方形膜块，接着将复合膜放入浓度为250呢加1的撤11(?溶液中进行对贵金属-金的回收，并计算出金的回收率为98.82%。附有贵金属-金的聚苯胺-聚丙烯腈复合膜见图3。
[0031]实施例3
(1)称取20份的过硫酸铵配成15%的过硫酸铵溶液和质量浓度为0.25%的稀盐酸溶液6份待用；将10份苯胺于烧杯中，再缓慢加入前述稀盐酸溶液和过硫酸铵溶液于601条件下，反应50-=；最后利用循环水式多用真空泵进行抽滤、851干燥得到墨绿色聚苯胺。
[0032](2)将(1)制备的聚苯胺5份和聚丙烯腈10份于烧杯中，再往烧杯中加入1000份的队化二甲基甲酰胺，并将烧杯放在磁力加热搅拌器上进行加热搅拌1501！！待聚苯胺与聚丙烯腈完全溶解于队^ 二甲基甲酰胺中为止。
[0033](3)将上述混合液倒入培养皿中，接着将培养皿放在恒温水浴锅上进行751恒温蒸发，当培养皿中的混合液的高度为0.7臟时，将其放在常温下进行蒸发26小时，最终得到聚丙烯腈-聚苯胺复合膜。
[0034](4)最后，将上述所得的聚苯胺-聚丙烯腈复合膜裁剪成边长为1挪的正方形膜块，接着将复合膜放入浓度为25呢加1的八砂03溶液中进行对贵金属-银的回收。并计算出银的回收率为95.25%。
[0035]实施例4
(1)称取25份的过硫酸铵配成25%的过硫酸铵溶液和质量浓度为2.5%的稀盐酸溶液8份待用；将10份苯胺于烧杯中，缓慢加入的前述稀盐酸溶液和过硫酸铵溶液于781条件下，反应65-=；最后利用循环水式多用真空泵进行抽滤、951干燥得到墨绿色聚苯胺。
[0036](2)将(1)制备的聚苯胺35份和聚丙烯腈10份于烧杯中，再往烧杯中加入1500份的队化二甲基甲酰胺，并将烧杯放在磁力加热搅拌器上进行加热搅拌1601！！待聚苯胺与聚丙烯腈完全溶解于队^ 二甲基甲酰胺中为止。
[0037](3)将上述混合液倒入培养皿中，接着将培养皿放在恒温水浴锅上进行751恒温蒸发，当培养皿中的混合液的高度为0.9皿时，将其放在常温下进行蒸发24小时，最终得到聚丙烯腈-聚苯胺复合膜。
[0038](4)最后，将上述所得的聚苯胺-聚丙烯腈复合膜裁剪成边长为1挪的正方形膜块，接着将复合膜放入浓度为250呢加1的撤1^14溶液中进行对贵金属-金的回收。接着计算出金的回收率为97.43%。
[0039]从以上实施例1-4可以明显的看出，本发明的聚苯胺-聚丙烯腈复合膜对贵金属的回收率基本保证在95%以上。
【权利要求】
1.一种聚丙烯腈-聚苯胺复合膜，其特征在于:由下列组份按重量份制备而成: 聚丙烯腈10份 聚苯胺2?50份 N，N-二甲基甲酰胺800?2000份。
2.根据权利要求1所述聚丙烯腈-聚苯胺复合膜，其特征在于:所述聚苯胺由下述组分按重量份进行化学聚合反应而成:苯胺10份 过硫酸铵15?30份 稀盐酸液5?10份。
3.根据权利要求2所述聚丙烯腈-聚苯胺复合膜，其特征在于:所述过硫酸铵为分析纯；所述稀盐酸液为分析纯浓盐酸进行稀释得到的质量浓度为0.059Γ5%的盐酸溶液。
4.一种制备如权利要求1所述聚丙烯腈-聚苯胺复合膜的方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)制备聚苯胺:称取15?30份过硫酸铵并配成10°/Γ30%的过硫酸铵溶液；称取5?10份质量分数为0.05飞％的稀盐酸液待用；将10份苯胺于烧杯中，然后缓慢加入前序配好的过硫酸铵溶液和稀盐酸液；于40°C?80°C条件下，反应40mirT80min ;最后利用循环水式多用真空泵进行抽滤、80°C ?100°C干燥得到墨绿色聚苯胺； (2)溶解:称取(I)制备的聚苯胺2?50份和聚丙烯腈10份于烧杯中，再往烧杯中加入800^2000份的N，N- 二甲基甲酰胺，然后将烧杯放在磁力加热搅拌器上进行加热搅拌1minlOmin待聚苯胺与聚丙烯腈完全溶解于N，N- 二甲基甲酰胺中为止； (3)制备聚丙烯腈-聚苯胺复合膜:将(2)中混合液倒入培养皿中，再将培养皿放在恒7(T80°C温水浴锅上进行恒温蒸发，直至培养皿中混合液的高度为0.5^1mm时，将其放在常温下进行蒸发2Γ28小时，最终得到聚丙烯腈-聚苯胺复合膜。
5.一种如权利要求1所述的聚丙烯腈-聚苯胺复合膜的用途，其特征在于:所述聚丙烯腈-聚苯胺复合膜用于废液中贵金属的回收。
【文档编号】C08L33/20GK104419012SQ201310382497
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】杨桂生, 俞飞 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司