[发明专利]端氨基均三嗪环树状大分子吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明属于化学吸附剂技术领域，具体涉及一种端氨基均三嗪环树状大分子吸附剂及其制备方法。

背景技术

印染工艺中使用的染料具有毒性大、难生物降解的特点，因此染料废水脱色一直是印染和环保行业关注的焦点。染料废水脱色主要是去除阴离子型染料（直接、酸性和活性染料）和阳离子型染料（碱性染料）。阳离子型染料主要用于睛纶织物的印染, 而其他类型织物的印染多使用阴离子型染料。吸附法被认为是处理低浓度废水的有效手段，目前采用的吸附剂主要有活性炭、树脂及天然矿物质等，高性能的吸附剂多为人工合成的聚合物材料，如活性炭是一种多孔碳，堆积密度低，比表面积大的吸附剂,但再生困难，洗脱困难、难生物降解。

发明内容

本发明的目的是提供一种端氨基均三嗪环树状大分子吸附剂及其制备方法，采用无毒无害、可循环利用的端氨基均三嗪环树状大分子吸附剂处理染色废水，提高产品使用率以及解决环境污染问题，为吸附工业提供更多的选择。

本发明所采用的技术方案是：

一种端氨基均三嗪环树状大分子吸附剂，其特征在于：

具有如下的分子结构：

其中，改性后的接枝部分含有氨基活性基团和三嗪环结构。

一种端氨基均三嗪环树状大分子吸附剂的制备方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

步骤一：在冰水浴的条件下，将三聚氰氯与丙酮按1:10～25的摩尔比进行混合，再加入乙二胺，乙二胺与三聚氰氯的摩尔比为2.0～3.5:1，在0℃下搅拌反应1～6小时；

其中，三聚氰氯为含有均三嗪环结构的三聚氰氯；

步骤二：在步骤一反应所得的混合物中加入缚酸剂，缚酸剂与乙二胺的摩尔比为0.8～1.5:1，在20～40℃下搅拌反应1～6小时，再在50～100℃下搅拌反应1～6小时；或者在反应过程中不断加入缚酸剂溶液调节反应pH在7.0左右；

步骤三：步骤二反应所得的混合物经抽滤得到的滤饼用丙酮萃取和洗涤，再用去离子水洗涤，70℃烘干，得到端氨基均三嗪环树状大分子吸附剂。

所述的步骤二中的缚酸剂为质量分数为35%的氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液或者碳酸钠溶液。

本发明具有以下优点：

1、吸附效果好：

由于树状大分子是一类具有三维结构的超支化有序的新型高分子，相对分子质量分布具有单分散性，树状聚合物的大小和形状可控，内部有空腔结构，外层表面官能团可修饰，使其能在分子水平上严格控制和设计分子的大小、形状结构和功能基团。树状大分子内部的空腔结构可以将染料分子包裹起来，而外围大量的基团可以与染料分子结合，从而达到去除废水中染料分子的目的。

本发明所涉及的端氨基均三嗪环树状大分子吸附剂的分子结构中，三个碳原子上各自连着一个氯原子，因受不饱和键的影响，三个氯原子的反应活性都比较高，容易发生亲核取代反应，反应选择性好，可以控制条件分步进行；其特殊的三维结构和大量末端氨基基团，可以与阴离子染料分子中的羟基、氨基、偶氮基及磺酸基以离子键或氢键的方式结合，对阴离子染料同时具有物理与化学吸附作用；

2、用量少、成本低：端氨基均三嗪环树状大分子吸附剂独特的立体结构，大量氨基等活性基团和较高的相对分子质量，使其在吸附染料过程中的使用量小，在相同成本的条件下只需要普通吸附剂如活性炭用量的三分之一，而且染料容易洗脱，吸附剂可以循环利用。

3、使用范围广：此吸附剂可以用于处理食品和饮料，制药，纸和纸浆，轻工，化工和电镀等行业的废水中的阴离子型染料和金属离子。

4、产物无毒无害，且反应分级可控。在均三嗪环供体三聚氯氰的分子结构中的三个碳原子上各自连着一个氯原子，因受不饱和键的影响，三个氯原子的反应活性都比较高相当于酞氯的活性，容易发生亲核取代反应，反应选择性好，可以控制条件分步进行。

附图说明

    图1为端氨基均三嗪环树状大分子吸附剂的结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

所述的端氨基均三嗪环树状大分子吸附剂的制备基于收敛法和亲核取代反应的原理，具体由以下方法制得：在冰水浴的条件下，首先将三聚氰氯溶于丙酮中，加入一定量的乙二胺，搅拌反应一定时间后，再加入一定量的缚酸剂，升温反应一定时间，产物经抽滤，再用丙酮和去离子水萃取洗涤，得到端氨基均三嗪环树状大分子吸附剂。