[發(fā)明專利]一種鎳離子高選擇性吸附樹脂的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010531624.8
• 申請日: 2010-11-04
• 公開（公告）號: CN101979421A
• 公開（公告）日: 2011-02-23
• 發(fā)明（設計）人: 何盈盈;葛媛;王曉昌
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C08G8/36
• 分類號: C08G8/36;C08G8/10;C08J9/26;B01J20/26;B01J20/30;C02F1/42
• 代理公司: 西安恒泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種吸附樹脂的制備方法，具體是一種鎳離子高選擇性吸附樹脂的制備方法。

背景技術(shù)

酚醛型樹脂由于具有原料易得、合成方法簡單的優(yōu)勢，是一類應用最早且較廣的高分子材料，它基于樹脂中酚羥基的弱離解性，使其具有離子交換的能力，廣泛用于水處理、醫(yī)藥工業(yè)和食品工業(yè)等領域。但由于作為功能基的酚羥基非常弱的離子交換性能，這類樹脂的交換容量較小，對金屬離子的選擇性吸附效果差。近年來，為擴大該類樹脂的應用范圍，增加樹脂吸附容量，增強其對金屬離子的吸附選擇性，發(fā)展出了酚醛型離子交換/螯合樹脂，通過選擇合適的具有反應活性位點的苯酚母核，將對金屬離子具有良好吸附性能的螯合基團引入樹脂中。這種方法利用了功能基團對金屬離子的螯合作用，但由于一般功能基團對金屬離子不具有特異性的螯合作用，故其選擇性非常有限，除對配位能力較弱的堿金屬離子吸附作用較差之外，對過渡金屬或重金屬都有吸附作用，從而給進一步的金屬離子回收帶來困難。鎳是工業(yè)廢水處理的對象物質(zhì)之一，但在已有的技術(shù)中，還未發(fā)現(xiàn)對鎳具有專一吸附性能的樹脂。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種鎳離子高選擇性吸附樹脂的制備方法，本發(fā)明利用分子印跡技術(shù)，在樹脂合成過程中引入二價鎳離子作為模板分子，使得到的樹脂具有專一對鎳離子吸附的位點。

本發(fā)明涉及的分子印跡技術(shù)的基本原理如下：當模板分子（印跡分子）與聚合物單體接觸時，通過聚合過程將模板分子與聚合物單體之間的作用記憶下來，一旦聚合物形成，當模板分子除去后，聚合物中將出現(xiàn)與模板分子空間構(gòu)型相匹配的空穴，這樣的空穴將對模板分子及其類似物具有選擇識別特性。

為了達到上述目標，本發(fā)明采用如下的技術(shù)解決方案：

一種鎳離子高選擇性吸附樹脂，制得的該鎳離子高選擇性吸附樹脂由以下原料及其質(zhì)量百分比組成：催化劑：8%~12%；苯酚：45%~55%；甲醛：30%~40%；交聯(lián)劑：3%~7%；上述原料的質(zhì)量百分比之和為100%。

所述催化劑為質(zhì)量分數(shù)為40%的NaOH溶液。

上述鎳離子高選擇性吸附樹脂的制備方法，該方法以酚醛樹脂為基體，合成對鎳離子具有很高選擇性吸附的樹脂，包括如下步驟：?

（a）將配方量的苯酚置于三口燒瓶中，加熱至50℃熔融后加入催化劑配方量的70%，恒溫攪拌20?min后，加入甲醛配方量的70%，繼續(xù)加熱升溫至60℃后恒溫攪拌50min，再加入剩余的催化劑，加熱升溫至70℃后恒溫攪拌20min，最后加入剩余的甲醛，加熱升溫至90℃后恒溫攪拌30min，冷卻至60℃，得到酚醛樹脂；

（b）對步驟（a）得到的酚醛樹脂，以10~50ml?摩爾濃度為0.1mol/L?的硫酸鎳溶液為模板分子，以環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑，加熱升溫至80℃~90℃，加熱的同時持續(xù)攪拌30min，然后將所得物取出并在105℃下烘干，冷卻至室溫，研磨，過篩；?

（c）用洗脫劑將步驟（b）研磨后的物質(zhì)洗脫，至洗脫液中無鎳離子檢出，然后烘干得樹脂成品。

所述步驟（b）過篩后得到樹脂顆粒的粒徑為1.5~2.0mm。

步驟（c）所述洗脫劑為0.05mol/L~0.1mol/L檸檬酸銨溶液。

本發(fā)明在制備過程中通過分子印記的手法對酚醛樹脂進行改性，使其具有良好的分子印記功能，其主要優(yōu)點如下：

1、對鎳離子具有高選擇性吸附效果，在共存有較高濃度銅離子和鎘離子的條件下，對目標鎳離子的吸附率可以達到99%以上，而對銅離子和鎘離子的吸附率不足10%；

2、對鎳離子有高的洗脫回收率，當以檸檬酸銨溶液為洗脫劑洗脫回收鎳離子時，回收率可達到60%以上；同時，本發(fā)明的鎳離子高選擇性吸附樹脂可多次循環(huán)重復利用，在實驗中各樹脂重復使用5次以上，性能未發(fā)現(xiàn)有降低；

3、本發(fā)明的制備方法的合成過程簡單、易控；鎳離子高選擇性吸附樹脂本身耐高溫、低毒。

由于具有以上優(yōu)點，本發(fā)明在水處理及對金屬鎳離子的回收利用中具有很好的應用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的樹脂對不同濃度Ni²⁺的選擇性吸附結(jié)果。

圖2?為本發(fā)明的樹脂對不同濃度Ni²⁺的洗脫回收結(jié)果。

以下結(jié)合附圖及具體實施方式對本發(fā)明做進一步的解釋說明。

具體實施方式