一种吸附重金属离子的酚胺聚合物的制备方法及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种能够对重金属离子进行吸附的酚胺聚合物。所述酚胺聚合物的制备方法是：将多酚与二胺化合物按摩尔比1:0.7~1.1在乙醇、蒸馏水或二者混合溶剂中反应3~72h，离心，洗涤，干燥。该酚胺聚合物，价格低廉，实验制备方法简单，操作方便，不需要任何添加剂，靠空气中的氧气就可以完成酚氧化成醌的反应，进而得到聚合产物。将实验所得酚胺聚合物用于重金属离子的吸附，因其具有良好的吸附性能，具有可广泛用于重金属离子吸附领域的潜力。
【专利说明】一种吸附重金属离子的酚胺聚合物的制备方法及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种能够对重金属离子进行吸附的酚胺聚合物的制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，人们的生活水平越来越高，但随之而来的环境污染问题也是越来越严重，尤其最近几年随着工业的发展，重金属污染问题日益严峻，重金属污染物在生态系统中的日积月累导致环境日益恶化，并且已经成为影响人们健康的一大杀手锏。
[0003]现有的用于重金属离子去除的方法很多，例如电沉积、过滤、离子交换、膜过滤、蒸发、反渗透以及吸附法。吸附法相对其他方法具有环境污染小、吸附速率快、高效、经济、简便等诸多优点，被认为是最有发展前景的处理重金属离子污染的方法。
[0004]常用吸附剂主要有碳类吸附剂，如活性炭、碳纤维、碳纳米管、石墨烯等；矿物吸附剂，如沸石(Sandhya Babel, Tonni Agust1no Kurniawan, Low-cost adsorbents forheavy metals uptake from contaminated water: a review, Journal of HazardousMaterials 2003, B97, 219-243.)、黏土(一种伊/蒙粘土重金属离子吸附剂及其制备方法，申请号:CN201310488063)、海泡石等；工业副产品吸附剂如煤灰、炉渣等；生物质吸附剂如橘皮(一种利用橘皮制作重金属离子吸附剂的方法，申请号:CN201410080208)、麦杆、谷壳、壳聚糖(改性磁性壳聚糖微球重金属离子吸附剂的制备方法，申请号:CN201310189171)、几丁质等和高分子吸附剂(一种用于土壤重金属离子吸附的聚氨酯泡沫材料，申请号:CN201310161932)等。虽然传统的多孔矿物材料已用于去除环境中重金属离子，但是这些材料由于低负荷能力和低选择性而具有局限性。而原始的微生物和农林渔业废弃物虽然有一定的吸附能力，但由于活性组分含量较低，吸附能力有限，通常需要经过处理后，才能应用于重金属离子的去除。而高分子吸附剂却可以改善原始吸附材料的这些缺点，大大提高重金属离子的去处效率。
[0005]高分子吸附剂是一类能与金属离子形成多配位络合物的交联功能高分子材料，可以从水溶液中有选择性地螯合某些特定的重金属离子，从而实现选择性去除，且去除率高。高分子吸附剂可以在重金属浓度很低的情况下进行吸附反应，并且大部分的高分子吸附剂都可以在温和的条件下进行解吸，从而实现吸附剂的重复利用。
[0006]本专利中，邻苯二酚在温和条件下，就可以利用空气中的氧气将其氧化成邻苯醌，使之与二胺化合物发生聚合而制备酚胺聚合物，其操作简单、反应易控、能耗低，且不需要加入额外的氧化剂。酚胺聚合物含有邻苯二酚基等活性基团，可以有效地与重金属离子进行螯合，从而实现去除作用。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种简便高效的利用含有酚羟基、胺基的化合物制备酚胺聚合物，用于吸附重金属离子。
[0008]本发明所述聚合物的制备方法为:将多酚和二胺化合物分散在溶剂当中，反应温度为0~80°C，反应时间为3~72h，离心，洗涤，干燥。将得到的酚胺聚合物吸附重金属离子。
[0009]进一步的，所述步骤中多酚为邻苯二酚、对苯二酚中的至少一种。
[0010]进一步的，所述步骤中二胺为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺中的至少一种。
[0011]进一步的，所述步骤中的溶剂为水、乙醇或其混合溶液。
[0012]进一步的，所述步骤中多酚和二胺的摩尔质量比例为1:0.7-1.1。
[0013]本发明所述的制备酚胺聚合物的方法具有如下优点:制备方法工艺简单、反应条件温和、制备成本低廉、溶剂环境友好、对重金属离子吸附能力强。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为酚胺聚合物室温吸附Cr6+，100mg/L、pH=7.0的吸附浓度随时间的变化曲线.图2为为酚胺聚合物室温吸附Cr6+ (100mg/L)不同pH值的对比。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明。以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
[0016]实施例1:
(I)制备酚胺聚合物
将摩尔比为1:1的邻苯二酚与己二胺溶于50ml蒸馏水中，浓度为0.004mol/L，在电磁力搅拌油浴锅中设定反应温度为30°C，反应48h，离心，洗涤，40°C真空干燥，得到酚胺聚合物。
[0017](2)研究酚胺聚合物对重金属离子Cr6+的吸附性能
将200mg酚胺聚合物分散到30mLK2Cr207(100mg/L，pH=2.5)溶液中，用磁力搅拌器进行搅拌，每隔一小时离心一次，取上清液2ml保存，将离心管中剩余溶液倒回原吸附反应液中继续进行吸附反应。6~13h后，将所有的上清液分别与二苯碳酰二肼显色剂配制成53ml的紫红色溶液，用紫外-可见分光光度计检测剩余Cr6+浓度。其中，53ml溶液包括Iml离心所得Cr6+溶液，用蒸馏水稀释至50ml定容，再分别加入0.5ml的磷酸溶液和硫酸溶液(体积t匕，酸:水=1:1)，最后加入2ml的二苯碳酰二肼。将所得吸光度对应到按国标测定的Cr6+的标准曲线中，得出剩余溶液Cr6+的浓度。
[0018]实验结果发现酚胺聚合物对于Cr6+具有很好的吸附性能。通过不同pH值的对比吸附移除率可以得知，聚酚胺在pH=2.5左右具有很强的吸附能力，其值约为170mg/g。而反应温度为5°C时铬离子的剩余浓度与室温的相比，也有所增加。由此可见，酚胺聚合物对于重金属离子的吸附，具有广泛应用前景。
[0019]实施例2:
(O制备酚胺聚合物
将摩尔比为1:1.2的邻苯二酚与三乙烯四胺溶于50ml蒸馏水中，在电磁力搅拌油浴锅中设定反应温度为50°C，反应72h，离心，洗涤，室温干燥，得到酚胺聚合物。
[0020](2)研究酚胺聚合物对重金属离子铅的吸附性能具体实施方法同实施例1，此时铅离子溶液pH=5。结果显示，酚胺聚合物的吸附能力约为 35mg/g。
[0021]实施例3:
(O制备酚胺聚合物
将摩尔比为1:0.9的邻苯二酚与己二胺溶于50ml蒸馏水中，浓度分别为0.0040mol/L和0.0036mol/L，在电磁力搅拌油浴锅中设定反应温度为20°C，反应72h，离心，洗涤，40°C干燥，得到酚胺聚合物。
[0022](2)研究酚胺聚合物对重金属离子镉的吸附性能
具体实施方法同实施例1，此时重金属溶液的pH=7.0。结果显示，酚胺聚合物的吸附能力约为25mg/g。
[0023]实施例4:
(O制备酚胺聚合物
将摩尔比为3:2的邻苯二酚与三乙烯四胺溶于50ml蒸馏水中，室温磁力搅拌，反应36h，离心，洗涤，40°C真空干燥，得到酚胺聚合物。
[0024](2)研究酚胺聚合物对于重金属离子铜的吸附性能
具体实施方法同实施例1，此时铜离子溶液为pH=7，其吸附能力约为10mg/g。
【权利要求】
1.一种能够对重金属离子进行吸附的酚胺聚合物，其特征在于，其制备方法为: 将多酚和二胺化合物分散在溶剂当中，设定温度反应时间为3~72匕离心，洗漆，干燥。
2.如权利要求1所述的能够对重金属离子进行吸附的酚胺聚合物，其特征在于所述多酚为邻苯二酚或对苯二酚中的至少一种。
3.如权利要求1所述的能够对重金属离子进行吸附的酚胺聚合物，其特征在于所述二胺为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺中的至少一种。
4.如权利要求1所述的能够对重金属离子进行吸附的酚胺聚合物，其特征在于所述溶剂为水、乙醇或其混合溶液。
5.如权利要求1所述的能够对重金属离子进行吸附的酚胺聚合物，其特征在于所述的多酚和二胺的摩尔质量比例为1:0.7-1.1。
6.如权利要求1-5任意一项所述的能够对重金属离子进行吸附的酚胺聚合物，其特征在于，该聚合物能够用于对铬离子、镉离子、铜离子、铅离子进行吸附。
【文档编号】C02F1/28GK104475056SQ201410682907
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】姚金水, 阮子宁, 刘钦泽, 乔从德 申请人:齐鲁工业大学