[發明專利]一種鄰菲羅啉聚合物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010466648.3
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111589429B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 羅旭彪;于婉君;石慧;盛鑫;楊利明;邵鵬輝
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙曉琳

本發明提供了一種鄰菲羅啉聚合物及其制備方法和應用，屬于水處理技術領域。本發明提供的鄰菲羅啉聚合物的制備方法包括以下步驟：將1,10?菲啰啉的乙腈溶液和氧化劑混合，進行氧化聚合，得到鄰菲羅啉聚合物。本發明首次以1,10?菲啰啉為單體，同時采用氧化聚合的方法制備鄰菲羅啉聚合物，所述方法屬于本體的自由基聚合，具有工藝簡單、易于操作和無雜質的優勢。本發明制備得到的鄰菲羅啉聚合物暴露位點多，作為重金屬離子吸附劑時具有吸附容量大、去除率較高的優點，對于去除水體中的重金屬離子，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，尤其涉及一種鄰菲羅啉聚合物及其制備方法和應用。

背景技術

當前，許多工業生產過程都會產生大量含有毒重金屬的工業廢水，如電鍍、治金、金屬精加工、采礦等工業生產過程均會產生含重金屬廢水。多年來，人們不斷地開發改進治理重金屬離子廢水的方法和技術。目前，去除廢水中有害重金屬的方法有硫化法、化學沉淀法、膜過濾法、絮礙法、溶劑萃取法以及吸附法等。其中，吸附法以其獨特優勢而漸漸引起人們的注意。吸附法中的關鍵材料是吸附劑，重金屬離子吸附劑種類較多，涉及范圍也很廣，既有天然礦物，如沸石、高嶺石等無機材料，也有天然高聚物，如丹寧類、木質素類、殼聚糖類等，還有人工合成的或改性的聚合物，如聚苯乙烯基樹脂、硅膠基樹脂等。

目前，合成上述聚合物常用的聚合方法有本體聚合、懸浮聚合、溶液聚合和乳液聚合四種，目前常見的聚合方式包括熱引發聚合、分子印跡聚合和開環聚合等。然而，現有聚合方法的合成步驟復雜，聚合物暴露位點少，對水體中低濃度重金屬離子的吸附容率低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鄰菲羅啉聚合物及其制備方法和應用，所制備的鄰菲羅啉聚合物的暴露位點多，對重金屬離子的吸附容量高。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種鄰菲羅啉聚合物的制備方法，包括以下步驟：

將1,10-菲啰啉的乙腈溶液和氧化劑混合，進行氧化聚合，得到鄰菲羅啉聚合物。

優選的，所述氧化劑為過硫酸銨，所述氧化劑以溶液的形式使用，所述氧化劑的溶液中氧化劑的濃度為0.25mol/L。

優選的，所述1,10-菲啰啉與氧化劑的摩爾比為(1～4):1。

優選的，所述1,10-菲啰啉的乙腈溶液中，1,10-菲啰啉的濃度為0.15～0.30mol/L。

優選的，所述氧化聚合的溫度為70～100℃，時間為3～15h。

優選的，所述氧化聚合在攪拌以及氮氣保護條件下進行，所述攪拌的轉速為100～550r/min。

優選的，完成所述氧化聚合后，還包括：將所得反應體系依次進行冷卻、靜置、分離、干燥和研磨，得到鄰菲羅啉聚合物。

本發明提供了上述技術方案所述制備方法制備得到的鄰菲羅啉聚合物。

本發明提供了上述技術方案所述鄰菲羅啉聚合物在吸附廢水中重金屬離子中的應用。

本發明提供了一種鄰菲羅啉聚合物的制備方法，包括以下步驟:將1,10-菲啰啉的乙腈溶液和氧化劑混合，進行氧化聚合，得到鄰菲羅啉聚合物。

本發明首次以1,10-菲啰啉為單體，同時采用氧化聚合的方法制備鄰菲羅啉聚合物，所述方法屬于本體的自由基聚合，具有工藝簡單、易于操作和無雜質的優勢。

本發明采用氧化聚合方法制備的鄰菲啰啉聚合物為長鏈結構，這種結構能夠將所有的結合位點N都暴露出來，而N與金屬能夠以配位的方式進行結合，因此，本發明制備得到的鄰菲羅啉聚合物暴露位點多，作為重金屬離子吸附劑時具有吸附容量大、去除率較高的優點，對于去除水體中的重金屬離子，具有廣闊的應用前景。