[發明專利]一種用于吸附銦（Ⅲ）的超支化聚乙烯亞胺改性碳纖維吸附材料及制備方法

在審

• 申請號: 201911296945.1
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN111250059A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 劉軍深;高學珍;李長振;劉訓恿;劉毅;高太平
• 申請（專利權）人: 魯東大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
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本發明公開了一種用于吸附銦（Ⅲ）的超支化聚乙烯亞胺改性碳纖維吸附材料及制備方法，屬于吸附材料領域。該改性碳纖維由活性碳纖維和超支化聚乙烯亞胺（HPEI）制備得到。本發明提供的方法以碳纖維為基體，將碳纖維以硫酸和硝酸混合溶液處理獲得表面含有大量羧基的氧化碳纖維，以含有大量胺基的HPEI對氧化碳纖維進行改性進一步獲得具有大量胺基基團的改性碳纖維，利用胺基基團與金屬離子的配位能力，對酸性溶液體系中的稀散金屬銦（Ⅲ）進行吸附，具有吸附速率快、穩定性好和易于回收的特點。

技術領域

本發明屬于吸附材料技術領域，一種用于吸附銦（Ⅲ）的超支化聚乙烯亞胺改性碳纖維吸附材料及制備方法。

背景技術

近年來，稀散金屬銦作為高新技術領域的支撐材料，需求量逐年增加。但迄今為止，銦的獨立礦藏非常少，它一般是作為伴生金屬從鉛鋅礦等多金屬礦冶煉過程中回收。目前，應用最為廣泛的分離回收銦的方法是溶劑萃取法，但溶劑萃取法在萃取過程中要使用大量的有機溶劑和萃取劑，存在有機相易流失，易造成環境污染的缺點，并且萃取劑一般為單官能團有機分子，提供吸附位點有限，吸附量低。因此制備出更加穩定、高效的易于分離回收的吸附分離材料具有重要意義。

活性碳纖維具有比表面積大和微孔結構豐富的特點，以活性碳纖維為載體制備吸附材料具有一定優勢。超支化聚乙烯亞胺（HPEI）是一種常見的超支化高分子，與有機分子萃取劑相比，HPEI具有以下優勢：具有大量易于修飾改性的端胺基，易于與載體形成共價鍵；多官能度，可提供吸附位點多；類球形結構有利于金屬離子的吸附包裹；水溶性好，利于水體系中稀散金屬的吸附分離。因此，結合活性碳纖維和HPEI的優勢，以活性碳纖維為載體，通過化學改性法以HPEI對活性碳纖維進行改性，制備具有大量吸附功能基團、較高穩定性的超支化吸附分離材料，對銦（Ⅲ）的吸附分離具有實際應用價值。

發明內容

本發明的目的是克服現有溶劑萃取的不足，提供一種具有更高穩定性和對稀散金屬銦具有高吸附速率的固體吸附劑—超支化聚乙烯亞胺改性碳纖維。

本發明通過以下技術方案實現：

一種用于吸附銦（Ⅲ）的超支化聚乙烯亞胺改性碳纖維吸附材料及制備方法，所述制備方法為：

a：首先，對碳纖維（ACF）進行預處理，稱取10克ACF放置于燒杯中，加入蒸餾水，將燒杯放置于電熱套加熱煮沸1小時，去除灰塵等雜質，將煮沸過的ACF，進行抽濾，用蒸餾水洗滌，真空干燥箱中烘干備用。

b：稱取2克碳纖維放置于100毫升三口燒瓶中，加入50毫升體積比為1:3的硫酸和硝酸溶液，放置于水浴鍋中60℃下反應4小時。反應結束后，過濾，蒸餾水洗滌，60℃下真空干燥箱中烘干，獲得氧化碳纖維。

c：稱取一定量的氧化碳纖維和超支化聚乙烯亞胺于燒杯中，加入蒸餾水超聲處理1小時，后轉移到反應釜中，將反應釜放置于真空干燥箱中，80℃條件下反應4小時，反應結束后自然冷卻，過濾，蒸餾水洗滌，60℃下真空干燥箱中烘干，獲得超支化聚乙烯亞胺改性碳纖維，結構如圖1所示。

所述氧化碳纖維和超支化聚乙烯亞胺的質量比分別為1:1、1:2、1:3和1:4，質量之和為1.5克。

附圖說明

圖1是超支化聚乙烯亞胺改性碳纖維的結構式。

具體實施方式

本發明超支化聚乙烯亞胺改性碳纖維由活性炭纖維、HPEI通過化學改性制備獲得。本發明超支化聚乙烯亞胺改性碳纖維應用于酸性溶液體系中吸附銦（Ⅲ）具有較高的吸附速率。

下面通過具體實施例進一步闡述本發明方案。

實施例一：