专利名称：一种吸附水溶液中重金属的材料及方法
技术领域：
本发明属于金属分离领域。具体而言，本发明涉及一种用于分离广泛PH范围水溶液中重金属的材料及方法。
背景技术：
在现代工业中，重金属污染对生态环境及人类健康造成的危害日益严重。重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中富集，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等，对人体会造成很大的危害，例如，日本发生的水俣病(汞污染)和骨痛病(镉污染)等公害病，都是由重金属污染引起的。重金属在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布，当环境变化时，重金属形态将发生转化并释放造成污染。重金属不能被生物降解，但具有生物累积性，可以直接威胁高等生物包括人类，有关专家指出，重金属对土壤的污染具有不可逆转性，已受污染土壤没有治理价值，只能调整种植品种来加以回避。仅在我国，就大约有10%的耕地被重金属污染。最近的报道称，在我国南方10 %的市售大米镉含量超标。因此，重金属污染问题日益受到人们的重视，从水中脱除重金属，在目前尤为迫切。但目前针对重金属离子脱除仍然缺乏有效方法。目前使用的从溶液中提取/分离金属的方法有化学沉淀，氧化/还原沉淀，离子交换，膜过滤和固相萃取等方法，但其通常工艺复杂、设备繁多，且对重金属离子的选择性不高。特别是当待分离的重金属离子浓度很低、其他共存金属离子浓度较高时，常用的萃取或离子交换技术则难以实现对重金属离子的分离。乙二醇二乙醚二胺四乙酸(简称EGTA)，是定量分析及光度分析中测定微量金属的络合剂和掩蔽剂。与金属络合剂乙二胺四乙酸(EDTA)不同的是，EGTA对较大的二价金属离子具有更好的选择性，且通过与材料的共价连接，在一定程度上改变了其对金属的配位方式，这使得将EGTA固载在材料表面而成为选择性吸附金属离子的吸附剂提供了可能。而在本发明之前的公开报道中，EGTA仅作为溶液中某种金属离子的络合剂使用，未见任何作为重金属离子脱除或分离的用途的报道。且单独使用EGTA也无法实现溶液中重金属离子的脱除或分离。在中国专利ZL 200810042028.6及专利申请201110148709.2中，我们已经公开了
基于荧光传感与分子识别原理吸附分离水溶液中重金属的一种方法，在本发明中，我们将EGTA与介孔硅胶纳米粒子、环氧树脂等不同材料结合，用于分离、提取或脱除水溶液中的重金属，如汞、镉、铅、砷等。该方法具有材料合成简单、成本低廉、使用方便、易再生等优点。
发明内容
本发明提供一种分离材料，其由乙二醇二乙醚二胺四乙酸(EGTA)通过R1与表面含有各种功能化基团的不同材料通过共价键合而得到:
权利要求
1.一种下式I所示的分离材料:
2.如权利要求1所述的分离材料，其特征在于，所述载体材料选自二氧化硅、磁性硅胶、环氧树脂、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、氧化钛、石墨烯和聚四氟乙烯，其中，所述载体经表面功能化而具有选自氨基、羟基和卤素的活性基团。
3.如权利要求1所述的分离材料，其特征在于，所述R1为C1-C20烃基。
4.如权利要求1所述的分离材料，其特征在于，所述L通过其-NH-、-CO-、-CONH-、-CSNH-、-COO-、-CSO-、-SO2NH-、-SO2-或-SO-与 A 共价键合。
5.如权利要求1所述的分离材料，其特征在于，所述R1为Cl-ClO烷基或取代的芳基。
6.如权利要求1所述的分离材料，其特征在于，所述分离材料选自:
7.权利要求1-6中任一项所述的分离材料在分离重金属离子中的用途。
8.如权利要求7所述的用途，其特征在于，所述分离材料用于各种pH值的水溶液中有害重金属离子的脱除。
9.如权利要求6或7所述的用途，其特征在于，所述重金属离子选自:铅离子、汞离子、镉离子、砷离子、钴离子、锰离子、以及它们的组合。
10.一种分离样品中的重金属离子的方法，其特征在于，所述方法包括使权利要求1-6中任一项所述的分离材料与所述样品接触，从而分离出所述重金属离子。
全文摘要
本发明涉及一种用于分离水溶液中重金属离子的材料及方法。本发明的材料为各种固载材料表面修饰功能化基团，再与乙二醇二乙醚二胺四乙酸(EGTA)通过共价键合而制得。本发明所述的材料可用于水溶液中铅、汞、镉、砷等有害金属的脱除，且不会因为固载材料的改变而改变吸附效果，也不会改变溶液本身其他成分的改变。本发明具有成本低廉、适用范围广、脱除能力强、选择性好以及可再生利用等优势。
文档编号C02F1/28GK103157440SQ201110427849
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者朱维平, 钱旭红, 任龙, 徐玉芳 申请人:华东理工大学