[發明專利]一種聚合物負載的金屬鹽配位萃取劑及其制備與應用

無效

• 申請號: 201310057005.3
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN103157445A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 王強;李玉廣;劉洋;高巍
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;B01J20/34;C02F1/28;C02F1/26;C02F1/62
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

1.一種聚合物負載的金屬鹽配位萃取劑，其特征是一種聚苯乙烯作為聚合物載體負載的同時結合重金屬鹽陽離子和陰離子的固體配位萃取劑，該固體配位萃取劑具有以下PS-L1、PS-L2、PS-L3、PS-L4或PS-L5分別所示的結構類型：

式中：R₁為H、CH₃、Br或NO₂；-NR₂來源于含仲胺基團化合物，其包括二乙醇胺，哌啶，嗎啡啉，吡咯烷，1-哌嗪甲酰胺，4-哌啶甲酰胺或1-乙酰哌嗪；R₃為-CH₂CH₂-，-CH₂CH₂CH₂-，或苯基。

2.根據權利要求1所述的聚合物負載的金屬鹽配位萃取劑，其特征在于所述的聚合物載體來源于氯甲基化聚苯乙烯，其氯含量為1.0-5.0mmol?Cl/g。

3.根據權利要求1所述的聚合物負載的金屬鹽配位萃取劑，其特征在于該固體配位萃取劑中，具有以下HL1、HL2、HL3、HL4或HL5結構類型的兩性離子雙位配體，它們均通過在有機堿作用下的取代反應與聚苯乙烯載體以共價鍵結合，

所述HL1、HL2、HL3、HL4或HL5中：R₁為H、CH₃、Br或NO₂；-NR₂來源于含仲胺基團化合物，其包括二乙醇胺，哌啶，嗎啡啉，吡咯烷，1-哌嗪甲酰胺，4-哌啶甲酰胺或1-乙酰哌嗪；R₃為-CH₂CH₂-，-CH₂CH₂CH₂-，或苯基。

4.根據權利要求3所述的聚合物負載的金屬鹽配位萃取劑，其特征在于所述兩性離子雙位配體包括：3-位亞甲基叔胺基取代的水楊醛衍生物(I)和二乙烯三胺、三乙烯四胺、乙二胺、丙二胺或鄰苯二胺在甲醇或乙醇中回流8-16小時所制備的席夫堿，以及利用NaBH₄在甲醇或乙醇中反應8-12小時還原該席夫堿所生成的衍生物的一種；

式中：R₁為H，CH₃，Br或NO₂；-NR₂來源于含仲胺基團化合物，其包括二乙醇胺，哌啶，嗎啡啉，吡咯烷，1-哌嗪甲酰胺，4-哌啶甲酰胺或1-乙酰哌嗪。

5.權利要求1至4中任一權利要求所述聚合物負載的金屬鹽配位萃取劑的用途，其特征在于將該萃取劑用于同時吸附去除重金屬鹽污染廢水中的金屬離子和陰離子。

6.權利要求1至4中任一權利要求所述聚合物負載的金屬鹽配位萃取劑的用途，其特征在于利用配體的兩性離子特性，通過調節pH值對結合了陽離子和陰離子的萃取劑進行再生和循環使用。

7.權利要求1至4中任一權利要求所述聚合物負載的金屬鹽配位萃取劑的制備方法，其特征在于采用先合成具仲胺基骨架的Salen-類席夫堿雙位配體或其還原衍生物，再將這些物質通過共價鍵接枝到含氯甲基的聚苯乙烯表面，得到所述固體配位萃取劑。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)席夫堿雙位配體HL1，HL3的制備：

0.05-0.10mol3-位亞甲基叔胺基取代的水楊醛衍生物(I)和0.025-0.05mol的烷基二胺或鄰苯二胺在50-100ml甲醇或乙醇中，氮氣保護下回流8-16小時，旋轉蒸發濃縮去除溶劑并在真空下干燥得到黃色席夫堿；

(2)席夫堿還原衍生物HL2，HL4和HL5的制備：

將得到的0.02-0.04mol席夫堿溶于30-50ml甲醇中，再加入0.04-0.10mol的NaBH₄固體，混合物在室溫下攪拌12-24h，將混合物過濾，旋轉蒸發除去溶劑，二氯甲烷萃取，有機相用無水硫酸鈉干燥后，蒸出二氯甲烷，然后在真空下干燥得到黃色固體或黃色半固體HL2、HL4或HL5結構類型的兩性離子雙位配體；

(3)固體配位萃取劑的制備：

7.5-10克氯甲基化聚苯乙烯樹脂在100-150ml無水甲苯中溶脹1-3小時，該氯甲基化聚苯乙烯樹脂含氯為1.0-5.0mmol?Cl/g；向其中加入50-100ml含30-150mmol?HL1、HL2、HL3、HL4或HL5的甲苯溶液，再加入15-75mmol三乙胺，回流12-24小時后過濾，所得固體用無水甲醇洗滌3次，真空干燥后得到所述固體配體萃取劑。