[發明專利]一種氨基改性的接枝共聚物、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201310020242.2
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103147291A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 馬紅娟;李景燁;王敏;姚思德;虞鳴
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: D06M14/28
• 分類號: D06M14/28;D06M14/22;D06M13/332;D06M13/358;B01J20/26;B01J20/30;C22B3/24;D06M101/20;D06M101/06
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鐘華;王衛彬

技術領域

本發明涉及一種氨基改性的接枝共聚物、制備方法及其應用。

背景技術

隨著電子工業技術的迅猛發展及電子產品需求市場的不斷膨脹，電子產品的數量不斷快速增長，相應地，電子垃圾數量也隨之快速攀升。全世界每年都會產生上百萬噸的電子垃圾，并以每5年16％～28％的速度遞增，比總廢棄物的增長速度要快3倍，已成為世界上增長最快的垃圾。電子垃圾中金屬含量豐富。據統計，隨意搜集的1t電子板卡中大約含有272kg塑料、130kg銅、0.45kg黃金、41kg鐵、30kg鉛、20kg錫、18kg鎳和10kg銻。盡管貴金屬例如金的含量相對其他金屬較低，但也百倍高于其天然礦中的含量。電子垃圾中含有的這類貴金屬，隨意丟棄意味著資源的流失并將對環境造成一定的負面影響。因此，無論從環境保護還是資源利用的要求上，回收貴金屬都具有一定的經濟價值和社會意義。然而不恰當的回收處理會對環境產生更加嚴重的影響，同時，低水平的回收手段也嚴重降低了回收利用的資源效益。因此，研究和開發高效的回收方法和技術具有很重要的意義。

由于電子垃圾種類繁多、成分復雜，其處理涉及到環境學、化學、礦物加工學、冶金、電子電力、機械等多學科領域，處理難度大，方法多。除了現有的機械處理技術、熱處理技術、生物技術外，濕法冶金技術由于其既可回收稀貴金屬，又可回收除銅以外的其他金屬，具有金屬回收率高、可獲得高純度的金屬單質等優點被人們廣泛關注。

從電子垃圾中回收金屬的濕法冶金技術的基本原理，是將破碎后的電子廢棄物顆粒置于水溶液介質(如酸、堿等溶液)中，通過化學或物理化學作用而實現提取目標金屬的化學冶金過程，通常包括浸出、沉淀、結晶、過濾、萃取、吸附、電解等方法。在這些方法中，吸附法由于其相對高效、操作簡便、無二次污染等優勢一直以來被認為最具前途的固-液分離方法。Durga等用三甲胺修飾交聯木質酚吸附材料研究了其對金、鉑、鈀的吸附性能，發現該材料對于貴金屬具有很高的吸附容量，尤其是金，最高容量可以達到3.1mmol/g，同時在其他堿金屬溶液中還具有很好的選擇性。他們還研究過一些天然材料，例如造酒葡萄廢料對金的吸附行為。Abidin等使用一種榴蓮殼研究了對金的吸附動力學、熱力學，結果顯示該天然材料對金的最高吸附容量可達1.7mmol/g。Qu等制備了一種羥基和胺基封端的聚胺修飾硅膠，并研究了其結構和熱力學性能。對金的吸附容量最高可達到1.0mmol/g。吸附行為符合一級吸附動力學和Langmuir熱力學吸附模型。Song等用一種磁性的細菌研究了金和銅的吸附動力學。盧業玉等采用王水溶解一黃原酯棉吸附一鹽酸洗脫一亞硫酸鈉還原工藝，從廢舊電路板中回收金，回收率為99.59％。Donia等用席夫堿修飾甲殼素制備一種磁性樹脂，用靜態批次吸附和柱吸附研究了材料的吸附性能，發現其最高吸附容量可以達到3.6mmol/g。由此可見，吸附材料的研究有兩個特點：材料多樣化，制備方法多樣化。

文獻Seko,N.;Bang,L.T.;Tamada,M.Nucl?Instrum?Methods?Phys?Res,Sect?B2005,236,21、文獻Seko,N.;Bang,L.T.;Tamada,M.Nucl?Instrum?Methods?Phys?Res,Sect?B2007,265,146和文獻Saito,K.;Saito,K.;Sugita,K.;Tamada?M.;Sugo,T.Ind?Eng?Chem?Res2002,41,5686均報道了輻照接枝聚合制備高分子吸附材料，在環境、生物等領域有著巨大的應用潛力。20世紀70年代起，隨著大型鈷源和電子加速器技術的發展，輻射技術應用中的輻射源問題逐步得到改善，基于乙烯基類單體的預輻照接枝聚合制備高分子材料已逐漸趨于商業化。近年來高分子材料的改性也涉及方法學、材料學、機理等多層面，改性技術逐漸成熟。根據引入的功能基團的不同，在各領域都取得了較好的應用：制備重金屬吸附材料用于廢水處理；貴金屬、稀有金屬吸附材料用于海水提鈾（U）、溫泉提鈧（Sc），扇貝提鎘（Gd）；作為離子交換材料被用于U、钚（Pu）、镅（Am）等元素的檢測和分離。有些課題組也開始嘗試利用輻射接枝技術制備貴金屬吸附材料，但相關研究還有待系統和深入。

吸附法的關鍵在于制備低價而高效的吸附材料。而傳統的吸附樹脂由于其選擇性低、水通量低和較差的機械性能已經不能滿足當前回收貴金屬的技術需求。因此，研究和開發新型的吸附材料迫在眉睫。新材料要求高吸附容量、高水通量、好的熱學和力學性能、便于實際操作和重復使用。因此對基材的選擇、功能團的種類的要求越來越高。