[發明專利]一種螯合樹脂的設計制備及其針對大米中鎘離子的研究應用

有效

• 申請號: 201610071137.5
• 申請日: 2016-01-30
• 公開（公告）號: CN105561954B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 熊春華;楊奕;閔敏;金姣姣;夏海娜;厲炯慧
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62;C02F101/20
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 冉國政

本發明提供一種螯合樹脂及其吸附鎘離子的方法，該螯合樹脂的制備方法包括：1)、將氯球浸泡在作為反應溶劑的N,N—二甲基甲酰胺中，直至氯球充分溶脹；2)、在步驟1)的所得物中加入作為配體的2?巰基噻唑啉以及作為催化劑的鈉，在氮氣保護的條件下于110℃下攪拌反應12小時；所述2?巰基噻唑啉與氯球中的?CH₂Cl的物質的量之比為3：1；3)、過濾步驟2)的所得物，得濾餅；先將濾餅用反應溶劑浸泡洗滌至洗滌液為無色，然后用蒸餾水洗滌，再依次用無水乙醇、丙酮、乙醚洗滌數次，50℃真空干燥，得到螯合樹脂。本發明提供的螯合樹脂具有對水溶液中鎘離子選擇性吸附、吸附性能好、可重復利用等特點。

技術領域

本發明涉及一種新型功能螯合樹脂的合成方法以及性能研究與具體應用，具體涉及一種對水溶液中的鎘離子吸附性能好，具有選擇性吸附，可重復利用的新型功能螯合樹脂，對其的制備方法以及在實際中的應用。

背景技術

作業場所鎘污染主要是由于生產過程中使用的鎘及其化合物造成，如電鍍、電池生產過程等。環境中鎘的主要污染來源是：鉛鋅礦的開采、選礦和冶煉過程中產生的廢水和廢氣；合金鋼的生產和加工過程；電鍍鎘的生產廢水，染料、農藥、油漆、玻璃、陶瓷、照像材料等生產和加工過程。植物吸收富集于土壤中的鎘，可使農作物中鎘含量增高。水生動物吸收富集于水中的鎘，可使動物體中鎘含量升高。鎘的毒性比較大，受鎘污染后的空氣和食物對人體的危害非常嚴重。鎘是能在人體和環境中長期蓄積的有毒重金屬物質，對人體腎臟、骨骼、生殖系統、呼吸系統、心血管系統、免疫系統等均可產生毒害。腎臟是鎘最重要的蓄積部位和靶器官，嚴重時甚至可以導致腎衰竭。此外，由于鎘在人體內的蓄積，干擾了鈣的吸收和代謝過程，造成人體骨骼鈣化不良和鈣流失，最終導致骨質疏松和軟化等綜合體征和癥狀的發生。此外，慢性鎘中毒對人體生育能力也有所影響，它會嚴重損傷Y因子，便出生的嬰兒多為女性。

如今處理含鎘溶液的傳統方法有化學沉淀法、離子交換法、膜分離法、吸附法等。但是化學沉淀法和離子交換法主要適合于鎘離子濃度較高的水體中鎘的去除，且由于廢水成分都比較復雜，若用沉淀法，有些共存的離子會影響到鎘離子的沉淀，甚至會與鎘離子發生絡合離反應，使鎘離子很難得到去除，而回收的鎘也不能被回收利用，沉渣還可能會造成二次污染。而膜分離法和吸附法設備投資高，且膜分離法的膜孔易堵塞，因此都難以普及，限制了大規模應用。而樹脂吸附法作為新型吸附方法，吸附性能好，對鎘可有高效的吸附選擇性，還能重復利用，成本較低，合成方法和操作方法比較簡便，對環境污染較小，因此有很好地發展前景。

螯合樹脂是一類能與金屬離子形成多配位絡合物的交聯功能高分子材料，是由母體和螯合功能基以化學鍵的形式相結合。吸附金屬離子的機理是樹脂上的功能原子與金屬離子發生配位反應，形成類似小分子螯合物相似的穩定結構。螯合樹脂的制備一般利用天然或人工合成的母體，通過化學反應將具有螯合功能的側基引入其中。相比于將含螯合功能基的單體經過加工聚合制取的萃取劑，這種方法制得的螯合樹脂具有經濟性、高選擇性等方面的優點，因此更具應用前景。現有對鎘的吸附劑有殼聚糖、改性甲殼素等，但吸附性能與選擇性并沒有很理想。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種螯合樹脂、其制備方法及其應用，具有對水溶液中鎘離子選擇性吸附、吸附性能好、可重復利用等特點。

為了達到上述技術目的，本發明提供一種螯合樹脂的制備方法，以氯甲基聚苯乙烯(氯球)為母體，2-巰基噻唑啉為配體，具體包括以下步驟：

1)、將氯球浸泡在作為反應溶劑的N,N—二甲基甲酰胺中，直至氯球充分溶脹；

2)、在步驟1)的所得物中加入作為配體的2-巰基噻唑啉以及作為催化劑的鈉，在氮氣保護的條件下于110℃下攪拌反應12小時；所述2-巰基噻唑啉與氯球中的-CH₂Cl的物質的量之比為3：1；