[發(fā)明專利]一種聚N-己基羥肟酸丙烯酰胺的高分子及其制備和應(yīng)用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310244115.0
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN103304713A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王帥;鐘宏;鄧蘭青;王晴;彭靜
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: C08F120/02
• 分類號: C08F120/02;C08F8/32;B01J20/26;B01D15/08;B01D21/01
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 袁靖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚N-己基羥肟酸丙烯酰胺高分子化合物及其制備和應(yīng)用方法，通過本發(fā)明制備的羥肟酸高分子吸附容量大，對金屬離子的選擇性更高。

背景技術(shù)

羥肟酸類化合物因其與金屬離子形成獨特的配位結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的配位性能而被廣泛應(yīng)用于金屬氧化礦的浮選、溶劑萃取、化學(xué)分析、醫(yī)藥及污水治理等領(lǐng)域。羥肟酸樹脂也被應(yīng)用于鐵、銅、稀土等金屬離子的分離富集等領(lǐng)域。

含羥肟酸基團的聚合物目前在選礦業(yè)應(yīng)用于赤泥的沉降處理和處理工業(yè)廢水。專利CN1872885A公開了一種制備高分子量的含異羥肟酸基團的水溶性聚合物的方法，該法將高分子量的水溶性丙烯酸聚合物粉體分散在極性有機溶劑中，分別與烷基化試劑和羥胺溶液進行非均相的酯化反應(yīng)和異羥肟酸化反應(yīng)，生成高分子量的含羥肟酸基團的水溶性聚合物。專利CN103012677A公開了一種離子印跡羥肟酸螯合樹脂的制備方法，將丙烯基羥肟酸與印跡金屬離子進行配位反應(yīng)，得到丙烯基羥肟酸-金屬離子螯合物，將螯合物進行引發(fā)聚合并脫除印跡離子，制得離子印跡羥肟酸螯合樹脂。王碧等研究了聚丙烯酰胺在堿性條件下與羥胺反應(yīng)制備出含有羥肟酸側(cè)基高分子捕收劑，該捕收劑與鉛離子的螯合力強（王碧,許桂麗,胡星琪.化學(xué)研究與應(yīng)用.2008,20(5):561-564）。Kumar等研究了聚丙烯酰胺基氧肟酸樹脂對海水中La、Ce、Pr等稀土元素的吸附富集，富集因子可達100以上，且不受Na(I)、Mg(II)的干擾（Kumar?S?A,Pandey?S?P,Shenoy?N?S,et?al.Desalination,2011,281:49-54）。

目前，分子內(nèi)同時還有酰胺基和羥肟基的高分子的制備及其應(yīng)用尚未見報道。N-己基羥肟酸丙烯酰胺高分子具有羰基和肟基雙配位體，兩個配體的氧原子都可與過渡金屬離子配位形成穩(wěn)定的螯合結(jié)構(gòu)，更易于吸附金屬離子。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種聚N-己基羥肟酸丙烯酰胺高分子及其制備和應(yīng)用方法，通過本發(fā)明制備的羥肟酸螯合樹脂與過渡金屬離子的作用能力更強。

本發(fā)明是通過下述方式實現(xiàn)的：

一種聚N-己基羥肟酸丙烯酰胺高分子，其特征在于，所述的聚N-己基羥肟酸丙烯酰胺高分子具有如式（Ⅰ）所示的基本結(jié)構(gòu)單元為:

所述的聚N-己基羥肟酸丙烯酰胺高分子的制備方法，以聚丙烯酸與6-氨基己基羥肟酸為原料，控制兩種原料中羧基與氨基的摩爾比為1:1～2，反應(yīng)溫度為100～160℃，反應(yīng)1～4小時，過濾，所得固體為所需聚N-己基羥肟酸丙烯酰胺高分子產(chǎn)品。

所述的聚丙烯酸為線性聚丙烯酸高分子或聚丙烯酸樹脂。

所述的線性聚丙烯酸高分子的分子量為200～6×10⁶；所述的聚丙烯酸樹脂的交聯(lián)度為2%～12%。

過濾后的濾液為6-氨基己基羥肟酸，濾液繼續(xù)作為原料使用。

所述的聚N-己基羥肟酸丙烯酰胺高分子的應(yīng)用方法，用作金屬離子的絮凝劑、沉淀劑或吸附劑。

所述的金屬離子包括：鐵、銅、鈷、鎳、鑭、鈰、釔、鐠、釹中的一種或幾種。

本發(fā)明中以線性聚丙烯酸高分子為原料制得的線性羥肟酸高分子可以用作絮凝劑或金屬離子沉淀劑；以聚丙烯酸樹脂為原料制得的羥肟酸樹脂可以用作金屬離子吸附劑。

本發(fā)明的聚N-己基羥肟酸丙烯酰胺高分子的優(yōu)點在于：

（1）高分子具有羥肟基和酰胺基兩個親核基團，羥肟基和酰胺基上都含有O、N配位基，因而其與金屬元素的作用能力更強。

（2）高分子中的酰胺基增強了高分子的親水性，使其更易與溶液中的金屬離子作用。

本發(fā)明的聚N-己基羥肟酸丙烯酰胺高分子的制備方法的優(yōu)點在于：

（1）反應(yīng)原料易得，制備過程簡便，反應(yīng)過程不需要另外添加溶劑，產(chǎn)品分離簡單。

（2）聚丙烯酸的羧基與6-氨基己基羥肟酸的氨基反應(yīng)效率高，羥肟化反應(yīng)效率高于傳統(tǒng)的羥胺酯法，聚丙烯酸的羥肟化率在97%以上。

附圖說明

圖1為實施例1制備的線性聚N-己基羥肟酸丙烯酰胺的紅外光譜圖；

圖2為實施例3制備的聚N-己基羥肟酸丙烯酰胺樹脂的紅外光譜圖。

具體實施方式

本發(fā)明由下列實施例進一步說明，但不受這些實施例的限制。實施例中所有份數(shù)和百分?jǐn)?shù)除另有規(guī)定外均指質(zhì)量。

實施例1：低分子量線性聚N-己基羥肟酸丙烯酰胺的制備