专利名称：大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂及其微波辐射制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于功能高分子材料领域，特别涉及到一种大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂 及其微波辐射制备工艺。
背景技术：
随着煤、石油、天然气这些不可再生资源储量的日益下降所产生的危机，高分子科 学与技术面临着机遇与挑战，其中资源可再生利用技术引起人们越来越多的关注。而随着 社会经济的飞速发展，合成纤维工业中的腈纶产业也在不断发展壮大并趋于成熟。然而，伴 随腈纶产量日益增加的同时，腈纶废料的产生量也随之增加。目前，我国每年的腈纶废丝产 生量相当大，虽然部分废丝经牵伸后可得以重新利用，但仍有相当大的部分需另谋出路。此 外，再加上腈纶废丝给环境及资源的可持续发展所带来的严重困扰，对腈纶废丝的回收及 资源化利用已得到广大学者的关注，并逐渐成为国内外专家学者研究的重点。为了克服纤维状吸附剂所存在的孔结构不好，流动阻力大、水力性能差、柱的装填 困难，应用范围有限等缺点，球形吸附剂应运而生并得以广泛的研究。在实际应用中，球形 吸附剂不仅具有良好的通透性能和水力学性能，可与流体均勻接触，流体通过吸附层时阻 力小，而且具有机械性能好等众多优点，可满足固定床、流动床等床式吸附处理的需要，便 于在大规模的工业中应用。而含偕胺肟基的高分子螯合剂凭借其特殊的官能团结构和性质 而成为良好的吸附材料，在Cu、Ag、Au等重金属回收、分离和提取等方面得以广泛而有效的 应用。微波辐射技术与常规加热方式相比，具有升温快，无温度梯度及滞后效应；加热 均勻；且能较大程度的降低反应物的活化能，提高反应效率；溶剂用量少甚至可在无溶 剂条件下反应，副产物较少，产率高等优势；同时，微波加热能够完成一些常规加热不能 完成的反应。基于微波辐射技术的诸多优点，已有研究表明，其可用于氧化、还原、酯化、 酰胺化、Mitsunobu反应、Heck反应、Michael加成、开环、成环等几乎所有类型的有机合 成反应。如许凤等在微波辐射作用下，使半纤维素进行酰化反应，制备半纤维素酯(CN 200810116099. 6)；张燕玲等在常压或真空微波条件下对淀粉同时进行酸解与酯化改性，制 备复合变性淀粉产品(CN 200510094853. 7)。腈纶废丝的主要成分是聚丙烯腈，在其分子中，含有大量的腈基及少量的羧基、酯 基等官能团，以其为基体经大分子化学转化可制得具有良好吸附性能的吸附剂。
发明内容
本发明是在结合前期工作的基础上，以腈纶废丝为原料，提供了一种大孔球形聚 丙烯腈螯合吸附剂及其微波辐射制备工艺。该工艺通过微波辐射改性制备出具有高选择性 和吸附性能的含偕胺肟基和羧基的大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂，不仅进一步拓宽了腈纶 废丝的资源化利用范围，同时也可望在重金属废水的处理、贵金属的富集回收等方面取得 实际应用价值。
本发明是通过如下技术方案实施的
一种大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂包括偕胺肟基和羧基官能团，其粒径分布范围为 1.0 1.5 mm、1.5 2.0 mm和2.0 2. 5 mm，平均孔径为20 60 μ m，比表面积为200 1000 m2/g，含水率20% 50%，骨架密度0. 67 1. 72 g/ml，表观密度0. 16 0.45 g/mL，孔 容0. 73 5. 67 mL/g,羧基含量为0. 22 0. 68 mmol/g,偕胺厢基含量为5. 3 9. 1 mmol/该大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂的微波辐射制备工艺的具体步骤为
(1)皂化步骤将大孔球形聚丙烯腈珠体和碱性溶液，于60 90°C范围内以50 150 r/min的速度搅拌反应10 25 min后，取出过滤，水洗，晾干，得到含羧基的皂化产物；
(2)偕胺肟化步骤在三口烧瓶中，加入皂化产物、羟胺盐、无水碳酸钠和溶剂，搅拌均 勻后盖上带有导管的瓶塞，置于微波反应装置中，在240 640 W的微波功率下反应30 120 s后取出，洗涤，晾干，即可得到偕胺肟化大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂。所述步骤(1)使用的原料及其质量份数为大孔球形聚丙烯腈珠体5份 10份， 碱性溶液90. 0份 95. 0份；
所述步骤(2)使用的原料及其质量份数为皂化产物-J份 10份，羟胺盐6. 1份 13. 3份，无水碳酸钠0. 1份 4. 0份；溶剂74. 0份 86. 0份。所述的所述大孔球形聚丙烯腈珠体平均孔径为10 50 μ m,比表面积为100 900 m2/g，含水率为30% 50%ο所述的碱性溶液的浓度为1 2 mol/L。所述的碱性溶液包括氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸钠、磷酸钾，硅酸钠中的任意一种 配成的水溶液。所述的羟胺盐包括盐酸羟胺或硫酸羟胺。所述的溶剂包括甲醇，水中的任意一种或几种溶液。所述的溶剂包括甲醇，水按任意体积比混合的混合溶液。该工艺中所述大孔球形聚丙烯腈珠体是根据本发明人刘明华等申请的中国发明 专利(申请号为2011100029260)“利用腈纶废丝制备大孔球形聚丙烯腈珠体及其制备工 艺”中记载的技术内容制备，粒径分布范围为1.0 1.5 mm、1.5 2.0 mm和2. 0 2. 5 mm,平均孔径为10 50 μ m,均一系数彡1. 20，比表面积为100 900 m2/g，含水率30% 50%，骨架密度 0. 58 1. 34 g/ml，表观密度 0. 18 0. 49 g/ml，孔容 0. 31 4. 82 ml/g，孔 度80% 95% ；皂化过程中所述碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸钠、磷酸钾或水玻璃等 配成的溶液，其浓度为1 2 mol/L ；所采用的溶剂为甲醇和水，可根据需要选择其中一种 或两者按照任意体积比的混合溶液；所述羟胺盐为盐酸羟胺或硫酸羟胺。本发明的优点为
1)本发明利用腈纶废丝这一废弃资源制备螯合吸附剂，为利用腈纶废丝这种可再生 资源开辟了新的途径，具有经济和社会双重效益，实现了废物利用、以废治废的目的。2 )本发明研制出的大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂同时含有羧基和偕胺肟基两种 基团，兼具了高极性和良好的螯合吸附能力，可望在贵金属的富集回收、海水提铀等方面有 实际应用价值。3)本发明工艺简单易行，生产成本低，且制得的螯合吸附剂具有较好的耐酸碱、抗氧化和抗生物降解能力，机械性能好，不易断裂，重复利用率高。因此，具有广阔的发展前 景和较大的现实意义。
图1 a是利用XL30 ESEM型扫描电镜拍摄的干态大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂的 表面形态及剖面形态电镜照片，表面结构(X35倍)；
图1 b是表面结构(X70倍)； 图1 c是表面结构(X 300倍)； 图1 d是表面结构(X 700倍)； 图1 e是剖面结构(X 150倍)； 图1 f是剖面结构(X 350倍)。
具体实施例方式一种大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂包括偕胺肟基和羧基官能团，其粒径分布范围 为1. 0 1. 5 mm、1. 5 2. 0 mm和2. 0 2. 5 mm,平均孔径为20 60 μ m,比表面积为 200 1000 m2/g，含水率20% 50%，骨架密度0. 67 1. 72 g/ml，表观密度0. 16 0. 45 g/mL，孔容0. 73 5. 67 mL/g,羧基含量为0. 22 0. 68 mmol/g,偕胺肟基含量为5. 3 9.1 mmol/g。该大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂的微波辐射制备工艺的具体步骤为
(1)皂化步骤将大孔球形聚丙烯腈珠体和碱性溶液，于60 90°C范围内以50 150 r/min的速度搅拌反应10 25 min后，取出过滤，水洗，晾干，得到含羧基的皂化产物；
(2)偕胺肟化步骤在三口烧瓶中，加入皂化产物、羟胺盐、无水碳酸钠和溶剂，搅拌均 勻后盖上带有导管的瓶塞，置于微波反应装置中，在240 640 W的微波功率下反应30 120 s后取出，洗涤，晾干，即可得到偕胺肟化大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂。所述步骤(1)使用的原料及其质量份数为大孔球形聚丙烯腈珠体5份 10份， 碱性溶液90. 0份 95. 0份；
所述步骤(2)使用的原料及其质量份数为皂化产物-J份 10份，羟胺盐6. 1份 13. 3份，无水碳酸钠0. 1份 4. 0份；溶剂74. 0份 86. 0份。所述的所述大孔球形聚丙烯腈珠体平均孔径为10 50 μ m,比表面积为100 900 m2/g，含水率为30% 50%ο所述的碱性溶液的浓度为1 2 mol/L。所述的碱性溶液包括氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸钠、磷酸钾，硅酸钠中的任意一种 配成的水溶液。所述的羟胺盐包括盐酸羟胺或硫酸羟胺。所述的溶剂包括甲醇，水中的任意一种或几种溶液。所述的溶剂包括甲醇，水按任意体积比混合的混合溶液。实施例1
本实施例的工艺步骤及次序如下 (1) 皂化本实施例的原料及配方(单位_千克)
大孔球形聚丙烯腈珠体(含水率40%，粒径为1. 5 2. 0 mm) 8千克 碱性溶液(氢氧化钾溶液，浓度为1. 5 mol/L) 92千克
皂化工艺步骤及工艺参数在配备有搅拌和内设恒温系统的反应器中，加入上述量的 大孔球形聚丙烯腈珠体1. 5 mol/L的碱性溶液，于90°C条件下以150 r/min的速度搅拌 反应10 min后，取出过滤，水洗，晾干，得到含羧基的皂化产物，本产品的羧基含量为0.51 mmol/g。该工艺步骤在常压下进行。(2) 偕胺肟化
本实施例的原料及配方(单位_千克) 皂化产物10千克 羟胺盐(盐酸羟胺)8. 4千克 无水碳酸钠0. 1千克
溶剂(甲醇和水的混合物，体积比为1:1) 81. 5千克
偕胺肟化步骤及工艺参数在三口烧瓶中，加入上述量的皂化产物、羟胺盐、无水碳酸 钠和溶剂，搅拌均勻后盖上带有导管的瓶塞，置于微波反应装置中，在240 W的微波功率下 反应60 s后取出，洗涤，晾干，即可得到偕胺肟化大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂，本产品的 偕胺肟基含量为7. 1 mmol/g。该工艺步骤在常压、微波辐射下进行。实施例2
本实施例的工艺步骤及次序如下 (1) 皂化
本实施例的原料及配方(单位_千克)
大孔球形聚丙烯腈珠体(含水率40%，粒径为1. 5 2. 0 mm) 6千克 碱性溶液(氢氧化钠溶液，浓度为1 mol/L) :94千克
皂化工艺步骤及工艺参数在配备有搅拌和内设恒温系统的反应器中，加入上述量的 大孔球形聚丙烯腈珠体和1 mol/L的碱性溶液，于70°C条件下以50 r/min的速度搅拌反应 25 min后，取出过滤，水洗，晾干，得到含羧基的皂化产物，本产品的羧基含量为0.43 mmol/ go该工艺步骤在常压下进行。(2) 偕胺肟化
本实施例的原料及配方(单位_千克) 皂化产物-J千克 羟胺盐(盐酸羟胺)7. 9千克 无水碳酸钠0. 1千克
溶剂(甲醇和水的混合物，体积比为2 3):85千克
偕胺肟化步骤及工艺参数在三口烧瓶中，加入上述量的皂化产物、羟胺盐、无水碳酸 钠和溶剂，搅拌均勻后盖上带有导管的瓶塞，置于微波反应装置中，在400 W的微波功率下 反应90 s后取出，洗涤，晾干，即可得到偕胺肟化大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂，本产品的 偕胺肟基含量为8. 3 mmol/g。该工艺步骤在常压、微波辐射下进行。实施例3
本实施例的工艺步骤及次序如下(1) 皂化
本实施例的原料及配方(单位_千克)
大孔球形聚丙烯腈珠体(含水率40%，粒径为1. 5 2. 0 mm) 10千克 碱性溶液(氢氧化钠溶液，浓度为2 mol/L) 90千克
皂化工艺步骤及工艺参数在配备有搅拌和内设恒温系统的反应器中，加入上述量的 大孔球形聚丙烯腈珠体和2 mol/L的碱性溶液，于70°C条件下以120 r/min的速度搅拌 反应25 min后，取出过滤，水洗，晾干，得到含羧基的皂化产物，本产品的羧基含量为0.68 mmol/g。该工艺步骤在常压下进行。(2) 偕胺肟化
本实施例的原料及配方(单位_千克) 皂化产物10千克 羟胺盐(盐酸羟胺)8. 3千克 无水碳酸钠2. 5千克
溶剂(甲醇和水的混合物，体积比为1:1) 79. 2千克
偕胺肟化步骤及工艺参数在三口烧瓶中，加入上述量的皂化产物、羟胺盐、无水碳酸 钠和溶剂，搅拌均勻后盖上带有导管的瓶塞，置于微波反应装置中，在240 W的微波功率下 反应90 s后取出，洗涤，晾干，即可得到偕胺肟化大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂，本产品的 偕胺肟基含量为6.1 mmol/g。该工艺步骤在常压、微波辐射下进行。实施例4
本实施例的工艺步骤及次序如下 (1) 皂化
本实施例的原料及配方(单位_千克)
大孔球形聚丙烯腈珠体(含水率40%，粒径为1. 5 2. 0 mm) 5千克 碱性溶液(磷酸钠溶液，浓度为1 mol/L) 95千克
皂化工艺步骤及工艺参数在配备有搅拌和内设恒温系统的反应器中，加入上述量的 大孔球形聚丙烯腈珠体和1 mol/L的碱性溶液，于60°C条件下以80 r/min的速度搅拌反应 25 min后，取出过滤，水洗，晾干，得到含羧基的皂化产物，本产品的羧基含量为0. 52 mmol/ go该工艺步骤在常压下进行。(2) 偕胺肟化
本实施例的原料及配方(单位_千克)
皂化产物-J千克
羟胺盐(盐酸羟胺)6. 1千克
无水碳酸钠0. 9千克
溶剂(甲醇)86千克
偕胺肟化步骤及工艺参数在三口烧瓶中，加入上述量的皂化产物、羟胺盐、无水碳酸 钠和溶剂，搅拌均勻后盖上带有导管的瓶塞，置于微波反应装置中，在640 W的微波功率下 反应30 s后取出，洗涤，晾干，即可得到偕胺肟化大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂，本产品的 偕胺肟基含量为7. 7 mmol/g。该工艺步骤在常压、微波辐射下进行。实施例5 本实施例的工艺步骤及次序如下(1) 皂化
本实施例的原料及配方(单位_千克)
大孔球形聚丙烯腈珠体(含水率40%，粒径为1. 5 2. 0 mm) 6千克 碱性溶液(水玻璃溶液，浓度为1 mol/L) :94千克
皂化工艺步骤及工艺参数在配备有搅拌和内设恒温系统的反应器中，加入上述量的 大孔球形聚丙烯腈珠体和1 mol/L的碱性溶液，于70°C条件下以60 r/min的速度搅拌反应 15 min后，取出过滤，水洗，晾干，得到含羧基的皂化产物，本产品的羧基含量为0. 32 mmol/ go该工艺步骤在常压下进行。(2) 偕胺肟化
本实施例的原料及配方(单位_千克) 皂化产物-J千克 羟胺盐(硫酸羟胺)7. 7千克 无水碳酸钠2. 3千克
溶剂(甲醇和水的混合物，体积比为3 2):83千克
偕胺肟化步骤及工艺参数在三口烧瓶中，加入上述量的皂化产物、羟胺盐、无水碳酸 钠和溶剂，搅拌均勻后盖上带有导管的瓶塞，置于微波反应装置中，在400 W的微波功率下 反应120 s后取出，洗涤，晾干，即可得到偕胺肟化大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂，本产品的 偕胺肟基含量为6. 5 mmol/g。该工艺步骤在常压、微波辐射下进行。实施例6 本实施例的工艺步骤及次序如下 (1) 皂化
本实施例的原料及配方(单位_千克)
大孔球形聚丙烯腈珠体(含水率40%，粒径为1. 5 2. 0 mm) 5千克 碱性溶液(磷酸钾溶液，浓度为1. 5 mol/L) 95千克
皂化工艺步骤及工艺参数在配备有搅拌和内设恒温系统的反应器中，加入上述量的 大孔球形聚丙烯腈珠体和1. 5 mol/L的碱性溶液，于90°C条件下以100 r/min的速度搅拌 反应15 min后，取出过滤，水洗，晾干，得到含羧基的皂化产物，本产品的羧基含量为0.62 mmol/g。该工艺步骤在常压下进行。(2) 偕胺肟化
本实施例的原料及配方(单位_千克)
皂化产物10千克
羟胺盐(硫酸羟胺)8. 5千克
无水碳酸钠0. 1千克
溶剂(水)81.5千克
偕胺肟化步骤及工艺参数在三口烧瓶中，加入上述量的皂化产物、羟胺盐、无水碳酸 钠和溶剂，搅拌均勻后盖上带有导管的瓶塞，置于微波反应装置中，在400 W的微波功率下 反应45 s后取出，洗涤，晾干，即可得到偕胺肟化大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂，本产品的 偕胺肟基含量为5. 3 mmol/g。该工艺步骤在常压、微波辐射下进行。实施例7 本实施例的工艺步骤及次序如下 (1) 皂化本实施例的原料及配方(单位_千克)
大孔球形聚丙烯腈珠体(含水率40%，粒径为1. 5 2. 0 mm) 8千克 碱性溶液(磷酸钠溶液，浓度为2. 0 mol/L) 92千克
皂化工艺步骤及工艺参数在配备有搅拌和内设恒温系统的反应器中，加入上述量的 大孔球形聚丙烯腈珠体和2. 0 mol/L的碱性溶液，于70°C条件下以150 r/min的速度搅拌 反应20 min后，取出过滤，水洗，晾干，得到含羧基的皂化产物，本产品的羧基含量为0.49 mmol/g。该工艺步骤在常压下进行。(2) 偕胺肟化
本实施例的原料及配方(单位_千克) 皂化产物9. 5千克 羟胺盐(盐酸羟胺)13. 3千克 无水碳酸钠0. 2千克
溶剂(甲醇和水的混合物，体积比为1 1):77千克
偕胺肟化步骤及工艺参数在三口烧瓶中，加入上述量的皂化产物、羟胺盐、无水碳酸 钠和溶剂，搅拌均勻后盖上带有导管的瓶塞，置于微波反应装置中，在400 W的微波功率下 反应90 s后取出，洗涤，晾干，即可得到偕胺肟化大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂，本产品的 偕胺肟基含量为8. 7 mmol/g。该工艺步骤在常压、微波辐射下进行。实施例8 本实施例的工艺步骤及次序如下 (1) 皂化
本实施例的原料及配方(单位_千克)
大孔球形聚丙烯腈珠体(含水率40%，粒径为1. 5 2. 0 mm) 10千克 碱性溶液(氢氧化钠溶液，浓度为1. 5 mol/L) 90千克
皂化工艺步骤及工艺参数在配备有搅拌和内设恒温系统的反应器中，加入上述量的 大孔球形聚丙烯腈珠体和1. 5 mol/L的碱性溶液，于90°C条件下以150 r/min的速度搅拌 反应10 min后，取出过滤，水洗，晾干，得到含羧基的皂化产物，本产品的羧基含量为0. 55 mmol/g。该工艺步骤在常压下进行。(2) 偕胺肟化
本实施例的原料及配方(单位_千克) 皂化产物9千克 羟胺盐(盐酸羟胺)13千克 无水碳酸钠4千克
溶剂(甲醇和水的混合物，体积比为2 3):74千克
偕胺肟化步骤及工艺参数在三口烧瓶中，加入上述量的皂化产物、羟胺盐、无水碳酸 钠和溶剂，搅拌均勻后盖上带有导管的瓶塞，置于微波反应装置中，在640 W的微波功率下 反应45 s后取出，洗涤，晾干，即可得到偕胺肟化大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂，本产品的 偕胺肟基含量为5. 7 mmol/g。该工艺步骤在常压、微波辐射下进行。实施例9 本实施例的工艺步骤及次序如下 (1) 皂化
本实施例的原料及配方(单位_千克)大孔球形聚丙烯腈珠体(含水率40%，粒径为1. 5 2. 0 mm) 10千克 碱性溶液(水玻璃溶液，浓度为1 mol/L) 90千克
皂化工艺步骤及工艺参数在配备有搅拌和内设恒温系统的反应器中，加入上述量的 大孔球形聚丙烯腈珠体和1 mol/L的碱性溶液，于80°C条件下以120 r/min的速度搅拌 反应10 min后，取出过滤，水洗，晾干，得到含羧基的皂化产物，本产品的羧基含量为0.22 mmol/g。该工艺步骤在常压下进行。(2) 偕胺肟化
本实施例的原料及配方(单位_千克) 皂化产物-J千克 羟胺盐(硫酸羟胺)9. 7千克 无水碳酸钠0. 3千克
溶剂(甲醇和水的混合物，体积比为1 1):83千克
偕胺肟化步骤及工艺参数在三口烧瓶中，加入上述量的皂化产物、羟胺盐、无水碳酸 钠和溶剂，搅拌均勻后盖上带有导管的瓶塞，置于微波反应装置中，在400 W的微波功率下 反应120 s后取出，洗涤，晾干，即可得到偕胺肟化大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂，本产品的 偕胺肟基含量为9.1 mmol/g。该工艺步骤在常压、微波辐射下进行。实施例10 本实施例的工艺步骤及次序如下 (1) 皂化
本实施例的原料及配方(单位_千克)
大孔球形聚丙烯腈珠体(含水率40%，粒径为1. 5 2. 0 mm) 6千克 碱性溶液(磷酸钾溶液，浓度为1. 5 mol/L) 94千克
皂化工艺步骤及工艺参数在配备有搅拌和内设恒温系统的反应器中，加入上述量的 大孔球形聚丙烯腈珠体和1. 5 mol/L的碱性溶液，于90°C条件下以100 r/min的速度搅拌 反应10 min后，取出过滤，水洗，晾干，得到含羧基的皂化产物，本产品的羧基含量为0. 57 mmol/g。该工艺步骤在常压下进行。(2) 偕胺肟化
本实施例的原料及配方(单位_千克) 皂化产物10千克 羟胺盐(硫酸羟胺)11千克 无水碳酸钠0. 3千克
溶剂(甲醇和水的混合物，体积比为1:1) 78. 7千克
偕胺肟化步骤及工艺参数在三口烧瓶中，加入上述量的皂化产物、羟胺盐、无水碳酸 钠和溶剂，搅拌均勻后盖上带有导管的瓶塞，置于微波反应装置中，在400 W的微波功率下 反应120 s后取出，洗涤，晾干，即可得到偕胺肟化大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂，本产品的 偕胺肟基含量为8. 5 mmol/g。该工艺步骤在常压、微波辐射下进行。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与 修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂，其特征在于所述的大孔球形聚丙烯腈螯合吸 附剂包括偕胺肟基和羧基官能团，其粒径分布范围为1.0 1.5 mm、1.5 2.0 mm和2.0 2. 5 mm,平均孔径为20 60 μ m,比表面积为200 1000 m2/g，含水率20% 50%，骨架密 度0. 67 1. 72 g/ml，表观密度0. 16 0. 45 g/mL,孔容0. 73 5. 67 mL/g,羧基含量为 0. 22 0. 68 mmol/g,偕胺厢基含量为 5. 3 9. 1 mmol/g。
2.一种如权利要求1所述的大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂的微波辐射制备工艺，其 特征在于所述的制备工艺的具体步骤为(1)皂化步骤将大孔球形聚丙烯腈珠体和碱性溶液，于60 90°C范围内以50 150 r/min的速度搅拌反应10 25 min后，取出过滤，水洗，晾干，得到含羧基的皂化产物；(2)偕胺肟化步骤在三口烧瓶中，加入皂化产物、羟胺盐、无水碳酸钠和溶剂，搅拌均 勻后盖上带有导管的瓶塞，置于微波反应装置中，在240 640 W的微波功率下反应30 120 s后取出，洗涤，晾干，即可得到偕胺肟化大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂。
3.根据权利要求2所述的一种大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂的微波辐射制备工艺， 其特征在于所述步骤(1)使用的原料及其质量份数为大孔球形聚丙烯腈珠体5份 10 份，碱性溶液90. 0份 95. 0份；所述步骤(2)使用的原料及其质量份数为皂化产物7份 10份，羟胺盐6. 1份 13. 3 份，无水碳酸钠0. 1份 4. 0份；溶剂74. 0份 86. 0份。
4.根据权利要求2或3所述的一种大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂的微波辐射制备工 艺，其特征在于所述的所述大孔球形聚丙烯腈珠体平均孔径为10 50 μ m,比表面积为 100 900 m2/g，含水率为30% 50%。
5.根据权利要求2或3所述的一种大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂的微波辐射制备工 艺，其特征在于所述的碱性溶液的浓度为1 2 mol/L。
6.根据权利要求2、3或5所述的一种大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂的微波辐射制备 工艺，其特征在于所述的碱性溶液包括氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸钠、磷酸钾，硅酸钠中的 任意一种配成的水溶液。
7.根据权利要求2或3所述的一种大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂的微波辐射制备工 艺，其特征在于所述的羟胺盐包括盐酸羟胺或硫酸羟胺。
8.根据权利要求2或3所述的一种大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂的微波辐射制备工 艺，其特征在于所述的溶剂包括甲醇，水中的任意一种或几种溶液。
9.根据权利要求8所述的一种大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂的微波辐射制备工艺， 其特征在于所述的溶剂包括甲醇，水按任意体积比混合的混合溶液。
全文摘要
本发明涉及一种大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂及其微波辐射制备工艺，所述的大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂包括偕胺肟基和羧基官能团，其粒径分布范围为1.0～1.5mm、1.5～2.0mm和2.0～2.5mm，平均孔径为20～60μm，比表面积为200～1000m2/g，含水率20%～50%，骨架密度0.67～1.72g/ml，表观密度0.16～0.45g/mL，孔容0.73～5.67mL/g，羧基含量为0.22～0.68mmol/g，偕胺肟基含量为5.3～9.1mmol/g。该工艺通过微波辐射改性制备出具有高选择性和吸附性能的含偕胺肟基和羧基的大孔球形聚丙烯腈螯合吸附剂，具有较好的耐酸碱、抗氧化和抗生物降解能力，机械性能好，不易断裂，重复利用率高的优点，且工艺简单易行，生产成本低。
文档编号B01J20/30GK102114413SQ201110022868
公开日2011年7月6日 申请日期2011年1月20日 优先权日2011年1月20日
发明者刘明华, 林兆慧, 石家诚 申请人:福州大学