[发明专利]一种芴酮型螯合树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种芴酮型螯合树脂，该螯合树脂以4,5‑二氮杂芴‑9‑酮为配位体，通过与氯甲基化聚苯乙烯微球的侧基反应制得，其结构式如下：。同时，本发明还公开了该螯合树脂的制备方法及应用。本发明的鳌合树脂可实现对Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)等金属离子进行富集回收，有效解决了含重金属离子废水的深度处理问题。

技术领域

本发明涉及螯合树脂材料领域，尤其涉及一种芴酮型螯合树脂及其制备方法和应用。

背景技术

重金属离子废水是一类对环境污染最严重和人类危害最大的工业废水之一。大多数金属离子及其化合物易于被水中悬浮颗粒所吸附而沉淀于水底的沉积层中，长期污染水体。某些重金属能在鱼类及其他水生生物体内以及农作物组织内富集、累积并参与生物圈循环，进而威胁人类的生命健康，故含有重金属的废水必须加以处理之后才能够排放。当前社会中水体环境的污染问题日益严重，如何高效去除废水中的重金属离子是人们的研究热点。重金属废水通常采用化学或物理化学方法进行处理，如中和、化学沉淀、电解、反渗透、吸附、氧化还原和离子交换等。由于吸附具有高效、低成本、易于操作以及没有二次污染的优点，因此被认为是处理废水中重金属离子的最有吸引力的技术之一。

螯合树脂即高分子固体螯合剂，是含螯合基团且不溶于水及其它溶剂的交联聚合物，其能从含有金属离子的水溶液中有选择地螯合特定的金属离子，通过离子键和共价键形成环状络合物。与有机小分子螯合剂相比，高分子螯合树脂既具有功能基团的螯合作用，又可产生高分子效应，比如螯合基团浓集作用导致的高吸附特性及在固相萃取过程中所具有的可分离、可重复使用等特性。此外，螯合树脂具有选择性高、物理化学稳定性好、操作简单，处理完后废水达到国家排放标准等优势，因此应用非常广泛。近年来，国内外高分子化学工作者在新的高分子螯合树脂的研制、重金属回收及环境保护等方面的研究十分活跃，已经在重金属离子废水的治理方面做出了很大的贡献。

螯合树脂的母体可以是交联聚苯乙烯类、交联聚丙烯睛类或交联聚丙烯酸类等，都是通过常规高分子悬浮聚合制备而得，具有制备工艺成熟、易功能化、机械强度高、化学稳定性好的特点。不足之处是它们都有一个共同之处，即基本上都采用二乙烯基苯作为交联剂，存在亲水性能较差的缺点。

公开号为CN 104959130 A的专利《螯合吸附功能树脂、其制备方法及应用》中公开了一种以大孔型氯甲基化交联聚苯乙烯微球为母体，甲基哌嗪为配体，对氯球上的苄基进行改性的螯合吸附功能树脂，其能去除污水中重金属离子，且易分离回收，能够循环使用。然而，该螯合树脂上水杨羟肟酸的键合量为0.38~0.43 g/g，对Cu²⁺，Cd²⁺，Ni²⁺，Pd²⁺等离子的吸附效果较不理想，吸附量较低，对60 mg/L的金属离子溶液平衡静吸附容量介于8~30 mg/g，对1000 mg/L的金属离子溶液平衡静吸附容量介于20~44 mg/g。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种对重金属具有高吸附量的芴酮型螯合树脂。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供该芴酮型螯合树脂的制备方法。

本发明所要解决的第三个技术问题是提供该芴酮型螯合树脂的应用。

为解决上述问题，本发明所述的一种芴酮型螯合树脂，其特征在于：该螯合树脂以4,5-二氮杂芴-9-酮为配位体，通过与氯甲基化聚苯乙烯微球的侧基反应制得，其结构式如下：

。

所述芴酮与所述氯甲基化聚苯乙烯微球的侧基的反应百分比为74%。

如上所述的一种芴酮型螯合树脂的制备方法，包括以下步骤：

⑴在放置真空干燥后的大孔氯球的容器中加入溶剂，搅拌溶胀12~15 h，得到反应液A；所述大孔氯球与所述溶剂的质量体积比为1 g：40~50 mL；