[發明專利]超級螯合離子交換樹脂

無效

• 申請號: 201110322503.7
• 申請日: 2011-10-14
• 公開（公告）號: CN102504061A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 張曉波;馬慧敏;于強;何俊;薛顥名;張田林
• 申請（專利權）人: 淮海工學院
• 主分類號: C08F12/08
• 分類號: C08F12/08;C08F8/32;C08F8/44;B01J45/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種功能高分子材料，特別涉及聚苯乙烯側鏈接季銨基和席夫堿以及偕胺肟三種功能基的高分子材料，用作螯合離子交換樹脂，屬于功能材料領域。用于水資源和飲品中重金屬離子的檢測和去除。?

技術背景

由聚苯乙烯和聚丙烯酸酯攜帶席夫堿、偕胺肟、胺基、羧基、膦酸基、巰基、羰基等功能基團而產生的兩大系列離子交換樹脂、薄膜或纖維材料是現代化工、輕工釀酒、工業水處理、礦產冶金等行業常使用的功能材料，目的是除去或提取諸如Ca²⁺、Mg²⁺、Hg²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cr³⁺、Au³⁺或Cu²⁺等金屬離子。傳統的離子交換功能材料僅僅具有預濃縮、分離、富集、回收重金屬離子的功能或作用，但不具備對金屬離子的檢測、識別、分析功能，尤其是無法標示或及時顯示離子交換功能材料的飽和吸附狀態。近年來報道的熒光化學傳感器檢測技術和離子智能識別技術等可以實現多種金屬離子的原位識別和檢測，這些技術具有檢測程序簡便、檢測靈敏、識別敏感、分析檢測結果重現性高等特點。但是目前所使用的金屬離子傳感器和金屬離子智能識別材料的化學結構復雜，合成成本高，同時它們也僅僅具有分析識別功能，不具有分離、富集、回收金屬離子的的功能或作用。因此，人們急盼尋找到一種兼有原位檢測、濃度分析、種類分離、富集回收水系中金屬離子的新材料，并要求其具有實時表達吸附金屬離子飽和狀態的特性，方便于工礦企業生活污水處理池中的實用操作處置和海水中提取金屬離子。?

鑒于現有技術方法和材料存在的問題，本發明提供一種超級螯合離子交換樹脂，所述的超級螯合離子交換樹脂指的是聚苯乙烯高分子側鏈鍵合季銨基、席夫堿和偕胺肟三種功能基團。所述的季銨基具有陰離子交換功能，是水溶液中提取UO₂²⁺、UO₂(SO₄)₃^4-或UO₂(CO₃)₃^4-的功能基；所述的席夫堿具有與Zn²⁺、Cu²⁺、Pd²⁺或Ni²⁺等重金屬離子的熒光顯色性質；所述的偕胺肟具有選擇性螯合吸附UO₂²⁺、UO₂(CO₃)₃^4-、Au³⁺或Ag⁺的功能，所以本發明提供的超級螯合離子交換樹脂具有原位檢測、熒光分析、高效分離、顯現吸附狀態、再生容易、能回收各水系中貴重金屬離子以及重金屬離子的功能或作用。?

發明內容

本發明提供的超級螯合離子交換樹脂，具有通式(Ⅰ)所示化學結構：?

其中通式(Ⅰ)中?指的是交聯或未交聯的聚苯乙烯樹脂球，Q選自取代或未取代的苯環、萘環、吡啶環、喹啉環、苯并噻唑環、苯并咪唑環或苯并噁唑環中的一種。?

本發明提供的通式(Ⅰ)超級螯合離子交換樹脂在1～14pH值范圍內的各水系中，呈現不同電荷狀態，對金屬離子的絡合能力有所變化，尤其是對重金屬離子的絡合吸附能力強，進而產生分離重金屬離子的功能。?

本發明所述的通式(Ⅰ)超級螯合離子交換樹脂吸附金屬離子后，可使用價廉的鹽酸、硝酸、硫化堿或硫化銨方便脫附其所吸附的金屬離子，并回收金屬離子，同時所述的通式(Ⅰ)超級螯合離子交換樹脂也得以再生，循環使用安全有效。?

本發明所述的通式(Ⅰ)超級螯合離子交換樹脂的制備原料包括：氯甲基化聚苯乙烯大孔樹脂球(簡稱為氯球)、雙(2-氰乙基)胺、5-氯甲基水楊醛、鄰氨基苯甲酸、對氨基苯甲酸、鄰氨基苯酚、2-氨基-1-萘甲酸、2-氨基吡啶、6-氨基喹啉、5-氨基-8-羥基喹啉以及乙酸乙酯、二噁烷、丙酮等有機溶劑均屬商品，易于購得。所述的通式(Ⅰ)超級螯合離子交換樹脂的制備技術簡便易行，各步驟收率高，三廢少，所述的超級螯合離子交換樹脂價格低。?

綜上所述，本發明提供的通式(Ⅰ)超級螯合離子交換樹脂具有對多種金屬離子熒光顯色分析、去雜分離、萃取富集等功能，所以是工礦企業處理廢水和回收多種金屬離子的高效材料。?