[發明專利]一種高選擇性金吸附樹脂材料、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201510070445.1
• 申請日: 2015-02-11
• 公開（公告）號: CN104689802B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 趙龍;董珍
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C08J7/18;C02F1/28;C02F1/62;C22B3/24;C22B11/00;C02F103/16
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙)31317
• 代理人: 張寧展

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，涉及一種金吸附樹脂材料，特別涉及一種高選擇性金吸附樹脂材料、制備方法及其應用。

背景技術

近年來，金作為貴金屬，具有獨特的物理化學性質，廣泛地應用于不同的化學加工中的催化劑，電子電器行業，抗腐蝕材料和珠寶。隨著經濟的日益發展，對金的需求日益增加。因此，急需從工業廢水和廢棄物(離子含金的電子器件，如電子手機和個人電腦)、礦石中回收金。

目前，常見的回收金的方法有液-液萃取法、化學還原法、化學沉淀法、活性炭吸附法、電解法、加熱濃縮法。而上述方法一般更多地適用于金含量較高(>1000ppm)的場合。大多數含金溶液中都會存在其他金屬離子，如銅離子、鎳離子，且溶液中金的濃度很低，而此時，化學還原、沉淀法和電解法均呈現出很低吸金效率。液液萃取法由于使用有機溶劑，易揮發導致環境污染問題。離子交換樹脂可以克服上述方法的，特別適用于低濃度低純度的含金溶液，且根據樹脂上功能團種類的不同，對具體的目標離子有很高的選擇性。

目前的商業陰離子交換樹脂大多是以聚苯乙烯為基材，其疏水性強，不利于水溶液中快速吸附金。而且此類吸附樹脂吸附金后不易燃燒，且易產生廢氣等環境問題。纖維素及其衍生物來源豐富，價格低廉，由于含量大量的羥基基團，可以有效克服疏水性，且燃燒值高，是一種潛在的吸附樹脂基材。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種高選擇性的金吸附樹脂材料、制備方法及其應用。本發明操作簡單、適合規模化生產；得到的金吸附樹脂對金有很好的吸附性能，可用于電鍍廢水中金的回收和吸附分離水中的金分離工藝中。

本發明的金吸附樹脂通過利用γ-射線或電子束引發環氧單體接枝聚合到基材表面，然后由含有環氧集團的高分子材料基材成分和含氨甲基吡啶，進行環氧基團開環反應后形成。本發明技術方案具體描述如下。

本發明提供一種高選擇性金吸附樹脂材料的制備方法，包括如下步驟：

1)對高分子基材進行表面改性，引入含環氧基的不飽和單體，制得吸附材料前驅體；

2)將步驟1)中得到的吸附材料前驅體和含氨基的吡啶化合物進行環氧基開環反應導入含氨基的吡啶環單體；

3)將步驟2)反應后得到的吸附材料用溶劑洗滌后，于真空干燥箱中烘干，得到金吸附樹脂材料；其中：

步驟1)中，所述高分子基材選自結晶度為30％以上的纖維素及其衍生物、聚乙二醇、聚丙烯或聚酰胺中任一種；

步驟2)中，所述含氨基的吡啶化合物具有如下通式結構：n為1～5之間的整數，取代位置為2、3或4位取代。

本發明中，步驟1)中，所述高分子基材的形狀為平均直徑為30-800微米的規則或不規則的球狀微粒；所述表面改性方法采用電離輻射技術或加入自由基引發劑接枝聚合進行處理。

本發明中，步驟1)中，所述電離輻射技術中采用60Coγ-射線、電子束或X射線，輻照劑量為10-250kGy；接枝聚合的接枝率為100％以上。

本發明中，步驟1)中，所述含環氧基的不飽和單體為甲基丙烯酸縮水甘油酯或丙烯酸羥丁基縮水甘油醚。

本發明中，步驟2)中，所述含氨基的吡啶化合物為2-氨甲基吡啶、3-氨甲基吡啶或4-氨甲基吡啶。

本發明中，步驟2)中，所述環氧基開環反應是在濃度為5-40wt％的含氨基的吡啶化合物的水溶液中進行，反應溫度控制在50-85℃；所述含氨基的吡啶化合物的導入率為20％-30％。

本發明中，步驟3)中，所述的溶劑選自去離子水或乙醇中的一種或兩種；步驟3)將洗滌后的吸附樹脂在30～80℃的真空干燥箱中放置12～24h干燥。

本發明還提供通過上述制備方法獲得的高選擇性金吸附樹脂材料，其具有式I所示的結構通式：

式I

式I中，n表示1～5的整數，取代位置為2、3或4位取代。

上述高選擇性金吸附樹脂金吸附樹脂材料完全由C、H、O和N元素組成，其粒徑在300～400μm之間，飽和吸附容量在315-537mg/g之間；溶脹率在15.78％-33.33％之間。

本發明進一步提供上述高選擇性金吸附樹脂材料在吸附分離水中的金分離工藝中的應用。其可以應用于銅鎳礦和電鍍廢水中進行貴金屬的回收。

與現有技術相比，本發明有益效果如下：