[發明專利]共縮聚法制備環己基并冠醚鍵合硅樹脂

有效

• 申請號: 201210240565.8
• 申請日: 2012-07-10
• 公開（公告）號: CN102875812A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 葉鋼;白飛飛;韋繼超;王建晨;陳靖
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C08G77/26
• 分類號: C08G77/26;B01J20/26;B01J20/30
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

技術領域

本發明屬于金屬離子萃取吸附材料的制備技術領域，具體涉及一種基于共縮聚法制備環己基并冠醚鍵合硅樹脂的方法。?

背景技術

脂環族冠醚是分子結構中含有飽和環烷基的一類冠醚衍生物。同普通冠醚或者芳香族冠醚相比，脂環族冠醚通常表現出對金屬離子更好的選擇性配位能力，具有更為優異的萃取性能。加之其優良的溶解性和穩定性，這類冠醚試劑在濕法冶金、重金屬污水處理等領域有著廣泛的應用前景。在多年的研究過程中，人們基于脂環族冠醚對金屬離子的配位性質，發展起來了一系列萃取分離方法。其中，溶劑萃取法和萃取色譜法是被廣泛接受的兩種方法。?

溶劑萃取法具有工藝成熟并且可連續、大規模操作等優點。上世紀90年代初，美國阿貢實驗室利用脂環族冠醚二環己基并-18-冠-6及其叔丁基取代衍生物作為萃取劑，研究報道了在硝酸溶液中萃取分離鍶離子的流程（Horwitz?E.?Philip,?Dietz?M.?L.,?Fisher?Dan?E.?Extraction?of?strontium?from?nitric-acid?solutions?using?dicyclohexano-18-crown-6?and?its?derivatives.?Solvent?Extraction?And?Ion?Exchange.?1990,?8(4-5):?557-572.）該研究在核化工領域放射性廢液后處理方面具有應用潛力，后續深入的研究也在持續進展。然而，溶劑萃取法涉及多步萃取、反萃、洗滌過程，溶劑用量大；并且，溶劑萃取過程中，由于萃取劑或溶劑本身的水解、酸解或輻射分解，會產生相當含量的有機廢物。萃取色譜法屬于固相萃取?技術的一種，具有設備緊湊，溶劑用量小、廢物累積少，操作流程便利等優點，是溶劑萃取法的一種很好的補充。張安運等基于脂環族冠醚二叔丁基二環己基并-18-冠-6對鍶的配位絡合性能，研究報道了用于吸附放射性廢液中鍶離子的萃取色譜分離流程。（Zhang?A.,?Wei?Y.?Z.,?Kumagai?M.,?Koyama?T.?Kinetics?of?the?adsorption?of?strontium(II)?by?a?novel?silica-based?4,4?',(5?')-di(tert-butylcyclohexano)-18-crown-6?extraction?resin?in?nitric?acid?medium.?Journal?of?Radioanalytical?and?Nuclear?Chemistry.?2004,?262(3):?739-744）不過，現有的萃取色譜法面臨的挑戰在于其不可避免的萃取劑流失問題。由于已報道的萃取色譜材料中，脂環族冠醚萃取劑一般是通過物理吸附或包絡等作用負載于惰性基材上，結合并不牢固，在苛刻的實驗條件比如強酸性、強放射性等環境中，冠醚分子容易發生流失或分解。這既帶來了成本的壓力，又無法確保萃取色譜材料的穩定性和重復使用性。?

研究表明，通過將脂環族冠醚化合物結構進行化學改性，使其以化學鍵的形式固定于基體材料上，是解決上述問題的有效途徑。在我們此前的工作中，對此作了探索性研究，通過后接枝的方法，將脂環族冠醚鍵合于有機硅樹脂材料上，制備了對溶液中鍶離子以及鉛離子具有優良吸附性能的萃取色譜材料（Ye?Gang,?Bai?Feifei,?Wei?Jichao,?Wang?Jianchen,?Chen?Jing.?Novel?polysiloxane?resin?functionalized?with?dicyclohexano-18-crown-6?(DCH18C6):?synthesis,?characterization?and?extraction?of?Sr(II)?in?high?acidity?HNO₃?medium.?Journal?of?Hazardous?Materials.?2012,?225-226:8-14）。該材料同時表現出很好的離子選擇性、熱穩定性以及水解穩定性，具備實際應用的價值。但從制備方法本身來講，后接枝的合成方法由于涉及對硅樹脂的二次處理，通常會導致最終的產品失去理?想的表面性質，表現為比表面積較小，孔隙率偏低等，從而無法最大限度地發揮材料的萃取性能；并且，后接枝方法不能很好地控制冠醚鍵合的官能化程度。?

發明內容