一种吸附Pd2+金属离子的离子型高分子吸附剂及其制备方法与流程

本发明涉及一种吸附Pd²⁺金属离子的离子型高分子吸附剂，属于环境保护和材料科学领域。

背景技术：

钯(Pd²⁺)金属离子是一种重要的贵金属催化剂，在多种精细有机合成反应中已经显示出了优异的催化性能，尤其是药物合成反应。然而，Pd²⁺催化的有机合成反应往往导致了均相催化体系，Pd²⁺催化剂难以回收和重复使用，且产物的分离和纯化困难。因此均相Pd²⁺催化剂的分离回收引起了人们的广泛关注。目前分离金属离子的方法主要有沉淀法，离子交换和吸附法。沉淀法的效率较低，而且在沉淀金属离子的同时将引入其它杂质；离子交换法的选择性较差且交换容量较低；吸附法所用的吸附材料通常价廉易得、不需要复杂装置和添加额外化学物质等特点。因此，吸附法成为目前最常用的金属离子污染物处理方法之一，而其中吸附材料的研究开发是关键技术。寻求各种具有特殊或优异性能如具有特殊选择性、成本低廉、制备简单和吸附效率高的吸附剂，是该领域最引人注目的研究热之一。

离子液体作为一种绿色反应介质和“软”功能材料，是当今绿色化学的热点研究对象。将不饱和离子液体单体通过自聚或共聚可制得各种离子型高分子。离子型高分子不仅保留了离子液体的溶解、吸收、分离、催化等性能，又具有高分子材料的结构可控、稳定性好、易分离等优点，因而成为材料科学与技术领域的热点研究方向。然而，目前离子型高分子的应用还主要集中于催化研究领域，这极大的限制了聚合离子液体的广泛使用。要想充分发挥出离子型高分子的优势，需要拓展更多的应用范围。

本发明采用自由基聚合法将胍离子液体和二乙烯基苯共聚制得离子型高分子吸附剂，制备过程简单，原料廉价易得，可直接浸泡于含有Pd²⁺金属离子的溶液中吸附Pd²⁺，具有吸附速度快、饱和吸附量高、吸附性能稳定等优点。该法目前尚未见报道。

技术实现要素：

针对现有的Pd²⁺金属离子分离和回收存在的问题，本发明提供一种制备过程简单、吸附性能优良、价格低廉、环境友好、使用方便的离子型高分子吸附剂。

本发明离子型高分子吸附剂的制备是通过以下步骤完成的：

A.将四甲基胍和3-溴丙烯乙醇溶液按照化学计量配比进行混合，在50～120℃下搅拌反应1～3天，然后减压脱除溶剂，经洗涤和干燥得到胍离子液体前驱体；

B.将上述合成的胍离子液体前驱体和二乙烯基苯按照摩尔比为1:2～4:1的比例加入到100mL有机溶剂中，再加入一定量的引发剂偶氮二异丁腈，其质量分数为胍离子液体前驱体和二乙烯基苯总质量的0.5％～3％，在50～100℃搅拌1～2天，经过滤、洗涤和干燥得到溴离子型高分子；

C.将上述合成的溴离子型高分子和阴离子前驱体按照化学计量配比加入到一定量的去离子水中，室温搅拌1～2天，经过滤、洗涤和干燥得到离子型高分子吸附剂。

上述离子型高分子吸附剂的制备方法，其特征在于步骤B中所述有机溶剂为乙醇、甲醇、甲苯、乙腈、二氯甲烷、乙酸乙酯中的一种；步骤C中所述阴离子前驱体来源于：四氟硼酸钠、六氟磷酸钠以及乙酸；离子型高分子吸附剂对Pd²⁺金属离子具有极高的吸附能力，可用于溶液中Pd²⁺金属离子的快速吸附与分离。

本发明的优点及效果：

1、本发明的离子型高分子吸附剂制备工艺简单，反应条件温和。

2、本发明制得的离子型高分子吸附剂对Pd²⁺金属离子具有吸附能力强，吸附速度快、饱和吸附量高等优点。

3、本发明制得的离子型高分子吸附剂使用时操作方便，可通过离心或过滤简单分离。

附图说明

图1本发明制备的离子型高分子吸附剂的结构示意图。

图2本发明制备的离子型高分子吸附剂的扫描电镜(SEM)图。

具体实施方式

下面通过具体实施例来对本发明加以进一步说明，但不限制本发明。

【实施例1】

A.将四甲基胍和3-溴丙烯乙醇溶液按照化学计量配比进行混合，在80℃下搅拌反应24h，然后减压脱除溶剂，经洗涤和干燥得到胍离子液体前驱体；

B.将上述合成的胍离子液体前驱体和二乙烯基苯按照摩尔比为1:1的比例加入到100mL乙醇中，再加入一定量的引发剂偶氮二异丁腈，其质量分数为胍离子液体前驱体和二乙烯基苯总质量的1％，在80℃搅拌24h，经过滤、洗涤和干燥得到溴离子型高分子；

C.将上述合成的溴离子型高分子和阴离子前驱体六氟磷酸钠按照化学计量配比加入到一定量的去离子水中，室温搅拌48h，经过滤、洗涤和干燥得到六氟磷酸离子型高分子吸附剂。

离子型高分子的结构示意图见图1，六氟磷酸离子型高分子吸附剂的扫描电镜(SEM)图见图2。

【实施例2】

操作方法同实施例1，只是将步骤C中阴离子前驱体六氟磷酸钠换成四氟硼酸钠，得到四氟硼酸离子型高分子吸附剂。

【实施例3】

操作方法同实施例1，只是将步骤C中阴离子前驱体六氟磷酸钠换成乙酸，得到醋酸根离子型高分子吸附剂。

应用实施例1

配置含有Pd²⁺离子的氯仿溶液100mL，Pd²⁺离子浓度为100mg/L，用六氟磷酸离子型高分子吸附剂(0.02g)在室温震荡吸附10min后，过滤出吸附剂，吸附后溶液中Pd²⁺离子的浓度为0.03mg/L，吸附率为99.94％。