[发明专利]一种磺酸型阴离子纳米吸附剂的制备方法与应用

说明书

一种磺酸型阴离子纳米吸附剂的制备方法及其应用。该方法将纳米管溶解后加入盐酸多巴胺和Tris‐HCl，水浴反应后，清洗离心后烘干得HNTs‐NH₂；取HNTs‐NH₂溶解后磁力搅拌，加入1‐(3‐二甲氨基丙基)‐3‐乙基碳二亚胺盐酸盐，N‐羟基琥珀酰亚胺，搅拌后加入S‐(硫代苯甲酰基)硫乙酸，溶解后室温搅拌，洗脱，离心后烘干得HNTs‐NH‐CO‐RAFT；在甲醇与水的混合溶液中中加入对苯乙烯磺酸钠，搅拌，加入HNTs‐NH‐CO‐RAFT，引发剂，冰水浴中通N₂，密封后水浴锅中反应，洗脱、离心后烘干得到磺酸型阴离子纳米吸附剂。本吸附剂吸附能力强，有效吸附和分离锂离子，实用价值高。

技术领域

本发明涉及特异性分离功能材料制备技术领域，具体涉及一种磺酸型阴离子纳米吸附剂的制备方法与应用。

背景技术

锂作为最轻的金属元素，在工业发展中占据重要的位置，并且随着锂电池的广泛发展，对锂的需求不断增加。根据研究表明，超过60％的锂存在于盐湖、海水中，从水溶液中获得锂具备巨大的潜力。中国的青藏高原地区具备大量的盐湖资源，占全球资源的25％，从盐湖等液体环境中提取锂资源的方式，成为超越从锂矿石中提取锂资源的传统方式。但是盐湖中干扰因素比较多，像K⁺，Na⁺，Mg²⁺的影响，因此探索出一种简单有效的提取方式至关重要。

纳米材料由于成本低，易分离再生的特点，在吸附分离中有很大的优势。目前的纳米材料研究主要在净化空气、水体处理方面，纳米粉末又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。形态性能均稳定，因此选择纳米粉末作为研究对象。

埃洛石纳米管(HNTs)是一种双层铝硅酸盐粘土矿物，具有空心纳米管结构和亲水性的表面，由于其空心管状形态、较大的比表面积和可调节的表面化学性能，是一种非常有前途的纳米材料，并且埃洛石储备丰富，原料采集方便，是一种简易可获得的天然材料，因此选择其作为提取锂离子的吸附剂。

申请号201810191542.X，名称为一种埃洛石纳米管/聚吡咯复合吸附剂的制备方法及应用；方法：在三口烧瓶中加入乙醇、埃洛石纳米管和γ―氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌反应，抽滤，洗涤，真空干燥，得到γ―氨丙基三乙氧基硅烷修饰的埃洛石纳米管；然后分散于盐酸溶液中，加入聚乙烯吡咯烷酮，超声分散，得到分散均匀的混合体系；滴加吡咯单体的乙醇溶液，搅拌后冰浴，待温度降至5℃下缓慢滴加三氯化铁溶液，搅拌反应，溶液逐渐变为黑色，抽滤，得到黑色粉末，用乙醇和蒸馏水洗涤，真空干燥，即得埃洛石纳米管/聚吡咯复合吸附剂。本发明埃洛石纳米管/聚吡咯复合吸附剂稳定性好、回收容易，活化处理简便，可重复使用，具有推广应用价值。但是，该吸附剂采用三氯化铁溶液反应得到吸附剂的步骤，易产生磁性物质的泄露，造成污染,因此本发明采取新颖的RAFT聚合反应，在基础材料埃洛石纳米管上修饰反应基团，用于吸附分离。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种磺酸型阴离子纳米吸附剂的制备方法与应用，该吸附剂制备方法简单，吸附分离能力强，适合用于盐湖中锂的提取。

一种磺酸型阴离子纳米吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将纳米管置于50mL去离子水中，超声10‐50min溶解后加入盐酸多巴胺和pH值为8.8的Tris‐HCI，在15‐45℃水浴锅中反应20‐30h后，取出清洗，离心后40‐60℃烘干20‐28h，制备得到HNTs‐NH₂；