专利名称：聚1,8－萘二胺用作银离子吸附剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及萘二胺均聚物的用途领域，特别涉及聚1，8-萘二胺的用途领域。
背景技术：
除去水中重金属离子的方法很多，传统的方法有活性炭吸附、离子沉淀和离子交换树脂吸附。近十几年来，许多研究者在探索廉价高效的吸附剂，其中包括天然矿物，天然植物，壳聚糖，有机复合材料和生物吸附剂等。吸附回收废水中的银离子是废水处理的重要一部分。近年来，许多研究者在探索高效银离子吸附剂方面做了大量的工作。科夫特等(CN1148999A)发明的以聚氨基糖化物磷酸钠为主要成份的生物吸附剂对银离子的吸附量为55mg/g。黄金明等用甲壳素化学改性得到的壳聚糖的银离子吸附量为232mg/g(黄金明，金鑫荣.天然高分子壳聚糖作为吸附剂的吸附特性研究。高等学校化学学报，1992，13，535～536)。对银离子吸附量较大的有，崔元臣等报道的有机高分子1，4-双-(二硫代羧基)哌嗪乙基聚合物对银离子吸附量为701mg/g(崔元臣，陈权，马跃东。
1，4-双-(二硫代羧基)哌嗪乙基聚合物的合成及其吸附性能.应用化学，2002，19，968～971)，但是该聚合物的合成工艺繁琐，并需使用二硫化碳、二氯乙烷等有机溶剂。Yue等制备的电化学氧化炭纤维对银离子吸附量高达1360mg/g(Yue Z R，Jiang W，Wang L，et al.Adsorption of precious metalions onto electrochemically oxidized carbon fibers[J].Carbon，1999，37，1607～1618)，但是炭纤维要经过电化学氧化等处理也增加了工艺的复杂性。因此在控制成本的前提下，寻找吸附量大的吸附剂是非常必要的。
发明内容
本发明的目的就是寻找一种低成本，吸附量大的银离子吸附剂。
本发明提供的银离子吸附剂是萘二胺的均聚物，通过简便的化学氧化聚合法制备。其步骤如下将1，8-萘二胺溶于有机溶剂中使其充分溶解，然后将氧化剂的水溶液加入上述单体溶液中，反应完全处理即可。所述的有机溶剂可以是甲醇、乙醇、乙腈或丙腈等。所述的氧化剂为下述的一种或几种的共混物过硫酸铵((NH4)2S2O8)、过硫酸钾(K2S2O8)、重铬酸钾(K2Cr2O7)、三氯化铁(FeCl3)。所述的单体和氧化剂的摩尔比优选为0.5∶1～2∶1。
本发明在常温下反应即可，反应时间一般控制在6～10小时为最好。
由本发明所制备的聚1，8-萘二胺(P18DAN)红外图谱(见图1)在3100～3600cm-1处同单体的红外图谱比较出现了宽吸收带，3100-3600cm-1的宽吸收带是N-H伸缩振动特征吸收，聚合物中由C-N伸缩振动引起的1260cm-1处吸收峰的出现，说明-C-NH-C-结构的存在，说明了聚合物P18DAN的生成。
萘二胺均聚物结构中的胺基和亚胺基可以赋予萘二胺聚合物的多功能性，其中最为显著的一点是对摩尔浓度为ppm级的金属离子如Ag+、Hg2+、Cu2+、Pb2+、VO2+等的敏感性。因其结构中含有大量的自由胺基，它和亚胺基处于相邻位置，可以与重金属离子发生络合反应形成稳定的络合物或发生氧化还原反应将金属离子还原成电中性金属，从而实现对金属离子的富集与探测等功能。
本发明有益效果制备萘二胺均聚物用于银离子的吸附，获得了吸附容量高达自身重量2倍多的吸附剂，明显高于其它吸附剂在同等吸附条件下对Ag+的吸附量。该吸附剂对于初始浓度小于1.0×10-3的稀Ag+中性溶液，按聚合物/AgNO3溶液重量比为1/1吸附，则还原吸附百分率高达99.7％，即几乎所有的Ag+都被聚1，8-DAN还原吸附。
图1为1，8-萘二胺单体和化学氧化聚合得到的P18DAN的FT-IR图谱。
具体实施例方式
实施例1准确称取0.791g(5mmol)1，8萘二胺溶于50mL乙腈中，超声3～5分钟，促使其充分溶解。按氧化剂单体比1∶1称取1.141g(5mmol)过硫酸铵溶于50mL蒸馏水中，将其放置在20℃恒温水浴中预热至反应温度。20℃氧化剂溶液以1滴/3s左右的速度滴加到单体溶液中。滴加完毕后继续反应6h。反应结束，过滤，用蒸馏水洗涤初产物至滤液无色，再将聚合物滤饼转移到烧杯中继续搅拌洗涤过夜，抽滤干燥后得到质地松软的黑色粉末状聚合物，产量0.672g，产率85.0％。
实施例2称取0.791g(5mmol)1，8萘二胺溶于50mL乙腈中，超声3～5分钟，促使其充分溶解。按氧单比1∶1称取0.8125g(5mmol)三氯化铁溶于50mL蒸馏水中，将其放置在20℃恒温水浴中预热至反应温度。20℃下将氧化剂溶液以1滴/3s左右的速度滴加到单体溶液中。滴加完毕后继续反应6h，反应结束，过滤，用蒸馏水洗涤初产物至滤液无色，再将聚合物滤饼转移到烧杯中继续搅拌洗涤过夜，抽滤干燥后得到质地坚硬的黑色粉末状聚合物，产量0.7689g，产率97.2％。
实施例3将实施例1的产物50mg在30℃时投入初始浓度5.1×10-4mol/L的银离子溶液中搅拌吸附24h，滤纸过滤，用ICP分析吸附后银离子的浓度，其吸附率为99.81％。同样条件下，吸附初始浓度1.03×10-3mol/L的银离子溶液，其吸附率为99.75％。
实施例4将实施例1的产物50mg在30℃时投入初始浓度0.084mol/L的银离子溶液搅拌吸附24h后，滤纸过滤，用摩尔滴定法分析吸附后银离子的浓度，其吸附量为822.6mg/g。同样条件下，吸附初始浓度0.103mol/L的银离子溶液，其吸附量为843.8mg/g。
实施例5取实施例1的产物20mg，30℃下投入初始浓度0.084mol/L的银离子溶液中超声半小时，继而再搅拌吸附23.5h。滤纸过滤，用摩尔滴定法分析吸附后银离子的浓度，其吸附量为1924mg/g。同等条件下，聚合物未超声时的吸附容量为1799mg/g。
实施例6取实施例1的产物50mg，30℃下投入初始浓度0.084mol/L的银离子溶液中搅拌吸附24h。滤纸过滤，用摩尔滴定法分析吸附后银离子的浓度，其吸附量为823mg/g。已知此时硝酸银水溶液的pH为5.3。在其他条件相同下，用氨水调节硝酸银水溶液的pH到7.0，相应的吸附容量为1670mg/g。
实施例7将实施例1的产物50mg在30℃下分别投入初始浓度0.1mol/L的铜离子或钴离子溶液中搅拌吸附24h后，滤纸过滤，用紫外吸光光度法分析吸附后铜离子或钴离子的浓度，其吸附量分别为56mg/g和28.6mg/g。同样条件下，吸附初始浓度0.1mol/L的银离子溶液，其吸附量为840mg/g。
实施例8将实施例2的产物20mg在30℃时投入初始浓度0.082mol/L的银离子溶液中，搅拌吸附24h，滤纸过滤，用摩尔滴定法分析吸附后银离子的浓度，其吸附容量为700mg/g。
权利要求
1.聚1，8-萘二胺用作银离子吸附剂。
全文摘要
本发明涉及聚1，8－萘二胺的用途领域。本发明提供的银离子吸附剂是通过简便的化学氧化聚合法制备的1，8－萘二胺均聚物。1，8－萘二胺均聚物用于银离子的吸附时，获得了吸附容量高达自身重量2倍多的吸附剂，明显高于其它吸附剂在同等吸附条件下对Ag
文档编号C02F1/28GK1840234SQ20051002477
公开日2006年10月4日 申请日期2005年3月30日 优先权日2005年3月30日
发明者黄美荣, 李新贵 申请人:同济大学