[发明专利]一种乳清酸螯合树脂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及了一种螯合树脂及其合成方法，具体地说，是指一种乳清酸螯合树脂及其制备方法。

背景技术

随着现代工业的不断发展，其对环境产生的污染越来越受到人们的关注，在各种污染物当中，重金属污染以其高毒性、易致癌、不可生物降解、易被生物体富集和放大等特点而对人类的健康产生极大威胁，因此对重金属废水有效的处理是保证人类健康以及可持续发展的前提。

对于含有重金属离子的废水，传统的处理方法主要包括化学沉淀、电解、膜分离﹑离子交换、溶剂萃取和生物处理等方法。其中高分子螯合树脂以其吸附量大、选择性好、稳定性高和再生效果好等优点，在重金属废水处理领域应用越来越广泛。

鳌合树脂是以交联的聚合物为骨架(亦称母体或载体)连接特殊的功能基的一类功能高分子，能从含有重金属离子的水溶液中选择地鳌合特定的重金属离子，通过离子键或配位键形成多元环状络合物，而在条件适当时又将络合的金属离子释放出来。目前，常见的螯合树脂有亚胺二乙酸类、席夫碱类、羟肟酸类、偕胺肟类、硫醇类、胺类等。寻求吸附量大﹑选择性好的螯合树脂已成为螯合树脂研究者的一个目标。

发明内容

本发明的目的是提供一种乳清酸螯合树脂及其合成方法，通过本发明可以合成具有乳清酸基团，对二价重金属具有选择性吸附的树脂。

本发明的技术方案如下：一种乳清酸螯合树脂，先采用悬浮聚合法制备交联度为2~12%的低交联度大孔苯乙烯-二乙烯苯共聚物即树脂白球，再经氯甲基化得到树脂氯球，在树脂氯球上接枝乳清酸基团，所述乳清酸基团的结构式为：

所述的乳清酸的含量为0.93~2.37mmol/g。

一种制备所述的乳清酸螯合树脂的方法，先采用悬浮聚合法制备交联度为2~12%的低交联度大孔苯乙烯-二乙烯苯共聚物即树脂白球，再经氯甲基化得到树脂氯球，将树脂氯球溶胀于N,N-二甲基甲酰胺中，在40~80℃下，加入乳清酸饱和水溶液，搅拌反应4~32h，可得乳清酸鳌合树脂。

乳清酸固体的用量为树脂氯球质量的1~10倍。

所述的乳清酸螯合树脂在重金属废水吸附处理中的应用。

所述的重金属为二价重金属。

所述的重金属为Cu²⁺﹑Pb²⁺、Hg²⁺中的任意一种或几种。

有益效果

本发明公开了一种乳清酸修饰的鳌合树脂及其制备方法，本发明提供的螯合树脂可对如Cu²⁺﹑Pb²⁺、Hg²⁺等重金属进行选择性吸附，且吸附量较大。本发明采用乳清酸修饰得到的含乳清酸基团的鳌合树脂，易于合成，性能稳定，可与重金属阳离子形成稳定常数较高的络合物，具有较高的选择性，可对废水中的重金属进行治理回收，并且在矿产冶金母液的提纯、环境分析中的重金属分离与富集等领域，亦具有广泛的应用前景。

具体实施方式

以下通过实施例进一步说明本发明。

一种乳清酸螯合树脂，其结构单元如下：

从其结构单元可以看出，其功能基团为乳清酸基团：

乳清酸螯合树脂功能基团中含有羧基，可与重金属阳离子形成离子键，同时乳清酸分子结构当中的氮原子和羰基氧原子都可以提供孤对电子，可与重金属离子形成配位键，是一种优良的多齿配体，可与多种重金属离子形成稳定的配合物，因而该树脂对重金属离子具有较高的吸附量和很好的选择性。

所述的乳清酸螯合树脂其功能基含量为0.93~2.37mmol/g。

一种乳清酸螯合树脂的制备方法，先采用悬浮聚合法制备交联度为2～12%的低交联度大孔苯乙烯-二乙烯苯共聚物即树脂白球，再经氯甲基化得到树脂氯球，将树脂氯球溶胀于N,N-二甲基甲酰胺中，在40~80℃下，加入乳清酸饱和水溶液，搅拌反应4~32h，可得乳清酸鳌合树脂。加入乳清酸试剂用量为树脂氯球质量的1~10倍，反应的时间在4~32小时，通过控制树脂氯球的氯含量、乳清酸试剂用量以及反应时间，可制得系列含乳清酸基团的鳌合树脂。

确定其他条件，用不同氯含量的氯球为母体合成过程中，树脂氯球氯含量愈高、乳清酸试剂用量越大、反应时间愈长，所得的鳌合树脂的表面功能基团数量愈多。