专利名称：一种苯胺-邻氨基酚共聚物、其制备方法及在去除水体中汞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-邻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汞离子的应用。
背景技术：
随着经济的发展，汞消耗量逐年增加，排放到环境中的汞污染物也日益增多，水体 中汞离子对水生态环境产生重大的危害，同时可能通过食物链在生物体内富集，危害人体 中枢神经系统、消化系统及肾脏等。长期以来人们一直在寻求含汞废水的治理方法，其中吸 附法因操作简便比较常用，但存在吸附容量小、吸附效果不佳或水化学条件适应性不强等 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-邻氨基酚共聚物结构中含较多能与重金属发生络合作 用的氮原子，并且结构中的邻氨基酚具育缓冲PH的作用，其性能对较宽范围的pH有一定的 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广泛pH范围的苯胺_邻氨基酚共聚 物其化学制备方法，利用该共聚物吸附去除水中汞离子，操作方便，去除效果好。本发明所涉及的苯胺-邻氨基酚共聚物，是由以下化学方法制备而成1)将苯胺单体和盐酸溶于去离子水中，搅拌条件下加入邻氨基酚，其中苯胺、盐酸 与邻氨基酚的摩尔比为60 80 200 220 1. 1 1. 5 ；2)将过硫酸铵和盐酸配成水溶液，使过硫酸铵、盐酸和步骤1)得到的溶液中的苯 胺单体摩尔比为11 15 200 220 60 80 ；3)将过硫酸铵和盐酸溶液缓慢加入上述步骤1)配置的反应液中，磁力搅拌，反应 5 12小时；4)得到反应物用去离子水洗涤、抽滤直至滤液无色；5)将上述步骤4)得到的固体物质在60 90°C条件下在真空干燥箱中烘干，得到 苯胺-邻氨基酚共聚物。此外，本发明还请求保护苯胺-邻氨基酚共聚物的制备方法以及及该共聚物在去 除水中汞离子的应用。本发明中苯胺-邻氨基酚共聚物的制备方法简单，容易实现，原料价格低廉。利 用该共聚物吸附去除水中汞离子具有广泛的水体PH环境适应性、去除效果好，而且操作方 便，适用于大量含汞废水的处理。
图1是本发明涉及的苯胺_邻氨基酚共聚物粉末的扫描电镜形貌图。
图2是本发明涉及的含汞溶液的不同pH对苯胺-邻氨基酚共聚物吸附去除汞离 子的影响。图3是本发明涉及的苯胺_邻氨基酚共聚物吸附水中汞离子在离子强度分别为I =0. 2moir1 及 I = lmor1LNaN03 条件下的 Langmuir 吸附等温线。
具体实施例1、苯胺-邻氨基酚共聚物的化学制备方法实施例1 1)将苯胺单体和盐酸溶于去离子水中，搅拌条件下加入邻氨基酚，其中苯胺、盐酸 与邻氨基酚的摩尔比为60 200 1.1;2)将过硫酸铵和盐酸配成水溶液，使过硫酸铵、盐酸和步骤1)得到的溶液中的苯 胺单体摩尔比为11 200 60;3)将过硫酸铵和盐酸溶液缓慢加入上述步骤1)配置的反应液中，磁力搅拌，反应 8小时；4)得到反应物用去离子水洗涤、抽滤直至滤液无色；5)将上述步骤4)得到的固体物质在70°C条件下在真空干燥箱中烘干，得到苯 胺-邻氨基酚共聚物。其形貌图如图1所示。图1是苯胺-邻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 粒子呈现球形。实施例2 1)将苯胺单体和盐酸溶于去离子水中，搅拌条件下加入邻氨基酚，其中苯胺、盐酸 与邻氨基酚的摩尔比为70 210 1.3；2)将过硫酸铵和盐酸配成水溶液，使过硫酸铵、盐酸和步骤1)得到的溶液中的苯 胺单体摩尔比为13 210 70;3)将过硫酸铵和盐酸溶液缓慢加入上述步骤1)配置的反应液中，磁力搅拌，反应 8小时；4)得到反应物用去离子水洗涤、抽滤直至滤液无色；5)将上述步骤4)得到的固体物质在70°C条件下在真空干燥箱中烘干，得到苯 胺-邻氨基酚共聚物。实施例3 1)将苯胺单体和盐酸溶于去离子水中，搅拌条件下加入邻氨基酚，其中苯胺、盐酸 与邻氨基酚的摩尔比为80 220 1.5；2)将过硫酸铵和盐酸配成水溶液，使过硫酸铵、盐酸和步骤1)得到的溶液中的苯 胺单体摩尔比为15 220 80;3)将过硫酸铵和盐酸溶液缓慢加入上述步骤1)配置的反应液中，磁力搅拌，反应 8小时；4)得到反应物用去离子水洗涤、抽滤直至滤液无色；5)将上述步骤4)得到的固体物质在70°C条件下在真空干燥箱中烘干，得到苯 胺-邻氨基酚共聚物。
2、苯胺_邻氨基酚共聚物吸附水体中汞离子的方法实施例4 1)将20mg苯胺-邻氨基酚共聚物加入到lOOmg L—1的模拟含汞废水中，含汞废水 的pH为2 12 ；2)将上述步骤1)得到的含共聚物的模拟含汞废水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°C恒温振荡24小时；4)振荡结束后，抽取10ml含汞废水过滤；5)取1ml上述步骤4)的滤液稀释，用原子荧光法测定汞离子浓度(Ce)；
C -C6)计算共聚物吸附去除率R，及="^^><100%;图2是25°C，20mg共聚物吸附剂，CQ = lOOmgL—1含汞离子模拟废水的不同pH条件 对吸附效果的影响。从图2中可以看出在pH 4. 5 8. 5之间广泛pH范围内，用此共聚物 吸附剂吸附汞离子的去除率都在95%左右。实施例5 1)将10mg苯胺-邻氨基酚共聚物加入到1 400mg L—1的模拟含汞废水中，含汞 废水的PH为5. 5 ；2)将上述步骤1)得到的含共聚物的模拟含汞废水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°C恒温振荡24小时；4)振荡结束后，抽取10mL含汞废水过滤；5)取1ml上述步骤4)的滤液稀释，用原子荧光法测定汞离子浓度(Ce)；e)计算共聚物吸附容量Qe，0e=^^l[ (mgg1)；
M图3是25°C，10mg共聚物吸附剂，不同初始浓度的模拟含汞废水，离子强度分别为 0. 2moir1和lmolI^NaNC^条件下的Langmuir吸附等温线。可以看出该材料对汞离子的吸 附效果很好，吸附容量可达到212. Umgg—1。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-邻氨基酚共聚物，其特征在于由以下方法制备而成1)将苯胺单体和盐酸溶于去离子水中，搅拌条件下加入邻氨基酚，其中苯胺、盐酸与邻氨基酚的摩尔比为60～80∶200～220∶1.1～1.5；2)将过硫酸铵和盐酸配成水溶液，使过硫酸铵、盐酸和步骤1)得到的溶液中的苯胺单体摩尔比为11～15∶200～220∶60～80；3)将过硫酸铵和盐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5～12小时；4)得到的反应物用去离子水洗涤、抽滤直至滤液无色；5)将上述步骤4)得到的固体物质在60～90℃条件下在真空干燥箱中烘干，得到苯胺-邻氨基酚共聚物。
2.一种苯胺-邻氨基酚共聚物的制备方法，其特征在于包括以下步骤1)将苯胺单体和盐酸溶于去离子水中，搅拌条件下加入邻氨基酚，其中苯胺、盐酸与邻 氨基酚的摩尔比为60 80 200 220 1. 1 1. 5 ；2)将过硫酸铵和盐酸配成水溶液，使过硫酸铵、盐酸和步骤1)得到的溶液中的苯胺单 体摩尔比为11 15 200 220 60 80;3)将过硫酸铵和盐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5 12小时；4)得到的反应物用去离子水洗涤、抽滤直至滤液无色；5)将上述步骤4)得到的固体物质在60 90°C条件下在真空干燥箱中烘干，得到苯 胺-邻氨基酚共聚物。
3.权利要求1所述的苯胺-邻氨基酚共聚物在去除水体中汞离子的应用。
全文摘要
本发明公开了一种苯胺-邻氨基酚共聚物、其制备方法及在去除水体中汞离子的应用，其制备步骤是室温下，在苯胺、盐酸和邻氨基酚单体溶液中加入适量的氧化剂过硫酸铵进行聚合，聚合结束后洗涤、过滤至滤液无色，干燥，得到如扫描电镜图所示的纳米共聚物。将适量该共聚物加入到含汞模拟废水中，室温下振荡24小时，过滤，用原子荧光测定稀释滤液中汞的浓度。结果表明该共聚物在广泛的pH条件下对水中汞离子均具有优越的吸附性能。
文档编号C02F1/28GK101875721SQ200910234580
公开日2010年11月3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