[發明專利]纖維性吸附劑

有效

• 申請號: 201880068635.1
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN111246939B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 葉夫根尼婭·謝爾蓋耶芙娜·瓦西爾·耶娃;尤利亞·阿納托列芙娜·列米佐娃;尤里·葉夫根尼耶維奇·卡扎克維奇;亞歷山大·根納德維奇·米蒂利內奧斯
• 申請（專利權）人: 伊萊克福有限公司
• 主分類號: B01J20/285
• 分類號: B01J20/285;D01F11/06;B01D39/16;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 殷爽

一種基于通過脂肪族二胺、低聚胺或聚胺修飾的聚丙烯腈的纖維性兩性聚電解質吸附劑。吸附劑是由具有外離子交換層的細絲制成的聚合物基質，外離子交換層由通過分子間酰胺交聯彼此交聯的三維羧基?N,N'?聚丙烯酰胺基?N,N'?二(亞氨基乙烷)結構制成，所述結構的百分比不小于細絲總質量的50％且不大于90％，并且所述結構包含由兩個氨基和一個羧基組成的重復三維螯合吸附中心。吸附劑旨在用于從水中吸附重金屬離子。

技術領域

本發明涉及用于從水和水溶液中除去重金屬離子的纖維性吸附劑。

目前，基于修飾的聚丙烯腈(在下文中稱為PAN)和/或其共聚物的纖維性吸附劑用于從水中除去重金屬離子，如鉻Cr(VI)、銅Cu(II)、鉛Pb(II)、鐵Fe(II)和Fe(III)。由于金屬離子與官能性吸附劑基團的離子交換反應和/或絡合，在這些吸附劑中發生了金屬的吸附。現有技術已知的吸附劑的特征在于低吸附性質，以及具有金屬離子的絡合物吸附劑的不穩定性和脆弱性，其可以導致這些絡合物的破壞以及毒性離子向純水中的解吸。另外，吸附劑具有低動力學性質。此外，大部分吸附劑在水中具有高潤脹能力，這使其在水處理系統中的使用復雜化。

背景技術

從現有技術已知根據專利RU 2101306[St.Petersburg State University ofTechnology and Design,IPC C08J 5/20，公開日期10.01.1998，優先權日期09.01.1992]旨在用于從廢水和通風廢氣中吸附試劑的PAN基纖維性離子交換吸附劑。

在兩個階段獲得了根據所述方法的吸附劑并且其特征在于以下特征：

-鉻Cr(VI)的交換能力-3.1至3.8mmol/g；

-0.1N HCl的交換能力-5.3至6.4mmol/g；

-纖維強度-12.4至15.8cN/tex。

生產方法為在第一階段，在70-85℃的溫度下，在30-60分鐘的一段時間內，用10-90％的堿性亞烷基胺溶液處理PAN，然后用蒸餾水清洗。在第二階段，以30的比例，在75-85℃的溫度下，用10-30％的二羥甲基乙撐脲(在下文中為DMEU)水溶液處理纖維45-60分鐘。然后，用蒸餾水清洗所得吸附劑并干燥。

作為亞烷基胺，可以將多乙撐多胺(在下文中為PEPA)、四乙撐五胺(在下文中為TEPA)或者二乙三胺(在下文中為DETA)用于處理PAN。

吸附劑的缺點在于低交換能力。在通過DMEM的其它PAN修飾期間，在吸附劑結構中形成的環結構抑制與金屬離子的螯合絡合物的形成。根據專利描述，顯而易見的是含羧基和氨基-的鏈是隨機定位的，因此使得并非所有的羧基和氨基能夠形成螯合中心。只有當羧基和氨基彼此緊密相鄰時，才可以形成螯合中心。另外，由于吸附劑生產所形成的含氨基-鏈以具有不同長度和形狀的非均一結構的形式表示，其也不利地影響螯合中心的形成。所有上述內容解釋了吸附劑的低吸附能力(在下文中為CE)和不穩定性。另外，在吸附劑的生產中使用了毒性和致突變組分，如DMEM和PEPA。已知DMEM對人具有副作用。

從現有技術已知根據專利BY 18091[State Scientific InstitutionInstituteof Physical and Organic Chemistry of the National Academy of Belarus,IPCC08J 5/20,D01F 11/04，公開日期28.02.2013，優先權日期16.06.2011]的陰離子交換纖維性吸附劑。PAN基吸附劑旨在用于對酸性氣體進行空氣凈化和用于水凈化，以及用作后續修飾的基礎。

在一個階段獲得吸附劑。專利提供了兩種生產方法的變化形式。