專利名稱：聚1,8－萘二胺用作銀離子吸附劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及萘二胺均聚物的用途領(lǐng)域，特別涉及聚1，8-萘二胺的用途領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
除去水中重金屬離子的方法很多，傳統(tǒng)的方法有活性炭吸附、離子沉淀和離子交換樹脂吸附。近十幾年來，許多研究者在探索廉價(jià)高效的吸附劑，其中包括天然礦物，天然植物，殼聚糖，有機(jī)復(fù)合材料和生物吸附劑等。吸附回收廢水中的銀離子是廢水處理的重要一部分。近年來，許多研究者在探索高效銀離子吸附劑方面做了大量的工作。科夫特等(CN1148999A)發(fā)明的以聚氨基糖化物磷酸鈉為主要成份的生物吸附劑對銀離子的吸附量為55mg/g。黃金明等用甲殼素化學(xué)改性得到的殼聚糖的銀離子吸附量為232mg/g(黃金明，金鑫榮.天然高分子殼聚糖作為吸附劑的吸附特性研究。高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報(bào)，1992，13，535～536)。對銀離子吸附量較大的有，崔元臣等報(bào)道的有機(jī)高分子1，4-雙-(二硫代羧基)哌嗪乙基聚合物對銀離子吸附量為701mg/g(崔元臣，陳權(quán)，馬躍東。
1，4-雙-(二硫代羧基)哌嗪乙基聚合物的合成及其吸附性能.應(yīng)用化學(xué)，2002，19，968～971)，但是該聚合物的合成工藝繁瑣，并需使用二硫化碳、二氯乙烷等有機(jī)溶劑。Yue等制備的電化學(xué)氧化炭纖維對銀離子吸附量高達(dá)1360mg/g(Yue Z R，Jiang W，Wang L，et al.Adsorption of precious metalions onto electrochemically oxidized carbon fibers[J].Carbon，1999，37，1607～1618)，但是炭纖維要經(jīng)過電化學(xué)氧化等處理也增加了工藝的復(fù)雜性。因此在控制成本的前提下，尋找吸附量大的吸附劑是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是尋找一種低成本，吸附量大的銀離子吸附劑。
本發(fā)明提供的銀離子吸附劑是萘二胺的均聚物，通過簡便的化學(xué)氧化聚合法制備。其步驟如下將1，8-萘二胺溶于有機(jī)溶劑中使其充分溶解，然后將氧化劑的水溶液加入上述單體溶液中，反應(yīng)完全處理即可。所述的有機(jī)溶劑可以是甲醇、乙醇、乙腈或丙腈等。所述的氧化劑為下述的一種或幾種的共混物過硫酸銨((NH4)2S2O8)、過硫酸鉀(K2S2O8)、重鉻酸鉀(K2Cr2O7)、三氯化鐵(FeCl3)。所述的單體和氧化劑的摩爾比優(yōu)選為0.5∶1～2∶1。
本發(fā)明在常溫下反應(yīng)即可，反應(yīng)時(shí)間一般控制在6～10小時(shí)為最好。
由本發(fā)明所制備的聚1，8-萘二胺(P18DAN)紅外圖譜(見圖1)在3100～3600cm-1處同單體的紅外圖譜比較出現(xiàn)了寬吸收帶，3100-3600cm-1的寬吸收帶是N-H伸縮振動特征吸收，聚合物中由C-N伸縮振動引起的1260cm-1處吸收峰的出現(xiàn)，說明-C-NH-C-結(jié)構(gòu)的存在，說明了聚合物P18DAN的生成。
萘二胺均聚物結(jié)構(gòu)中的胺基和亞胺基可以賦予萘二胺聚合物的多功能性，其中最為顯著的一點(diǎn)是對摩爾濃度為ppm級的金屬離子如Ag+、Hg2+、Cu2+、Pb2+、VO2+等的敏感性。因其結(jié)構(gòu)中含有大量的自由胺基，它和亞胺基處于相鄰位置，可以與重金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)形成穩(wěn)定的絡(luò)合物或發(fā)生氧化還原反應(yīng)將金屬離子還原成電中性金屬，從而實(shí)現(xiàn)對金屬離子的富集與探測等功能。
本發(fā)明有益效果制備萘二胺均聚物用于銀離子的吸附，獲得了吸附容量高達(dá)自身重量2倍多的吸附劑，明顯高于其它吸附劑在同等吸附條件下對Ag+的吸附量。該吸附劑對于初始濃度小于1.0×10-3的稀Ag+中性溶液，按聚合物/AgNO3溶液重量比為1/1吸附，則還原吸附百分率高達(dá)99.7％，即幾乎所有的Ag+都被聚1，8-DAN還原吸附。


圖1為1，8-萘二胺單體和化學(xué)氧化聚合得到的P18DAN的FT-IR圖譜。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1準(zhǔn)確稱取0.791g(5mmol)1，8萘二胺溶于50mL乙腈中，超聲3～5分鐘，促使其充分溶解。按氧化劑單體比1∶1稱取1.141g(5mmol)過硫酸銨溶于50mL蒸餾水中，將其放置在20℃恒溫水浴中預(yù)熱至反應(yīng)溫度。20℃氧化劑溶液以1滴/3s左右的速度滴加到單體溶液中。滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)6h。反應(yīng)結(jié)束，過濾，用蒸餾水洗滌初產(chǎn)物至濾液無色，再將聚合物濾餅轉(zhuǎn)移到燒杯中繼續(xù)攪拌洗滌過夜，抽濾干燥后得到質(zhì)地松軟的黑色粉末狀聚合物，產(chǎn)量0.672g，產(chǎn)率85.0％。
實(shí)施例2稱取0.791g(5mmol)1，8萘二胺溶于50mL乙腈中，超聲3～5分鐘，促使其充分溶解。按氧單比1∶1稱取0.8125g(5mmol)三氯化鐵溶于50mL蒸餾水中，將其放置在20℃恒溫水浴中預(yù)熱至反應(yīng)溫度。20℃下將氧化劑溶液以1滴/3s左右的速度滴加到單體溶液中。滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)6h，反應(yīng)結(jié)束，過濾，用蒸餾水洗滌初產(chǎn)物至濾液無色，再將聚合物濾餅轉(zhuǎn)移到燒杯中繼續(xù)攪拌洗滌過夜，抽濾干燥后得到質(zhì)地堅(jiān)硬的黑色粉末狀聚合物，產(chǎn)量0.7689g，產(chǎn)率97.2％。
實(shí)施例3將實(shí)施例1的產(chǎn)物50mg在30℃時(shí)投入初始濃度5.1×10-4mol/L的銀離子溶液中攪拌吸附24h，濾紙過濾，用ICP分析吸附后銀離子的濃度，其吸附率為99.81％。同樣條件下，吸附初始濃度1.03×10-3mol/L的銀離子溶液，其吸附率為99.75％。
實(shí)施例4將實(shí)施例1的產(chǎn)物50mg在30℃時(shí)投入初始濃度0.084mol/L的銀離子溶液攪拌吸附24h后，濾紙過濾，用摩爾滴定法分析吸附后銀離子的濃度，其吸附量為822.6mg/g。同樣條件下，吸附初始濃度0.103mol/L的銀離子溶液，其吸附量為843.8mg/g。
實(shí)施例5取實(shí)施例1的產(chǎn)物20mg，30℃下投入初始濃度0.084mol/L的銀離子溶液中超聲半小時(shí)，繼而再攪拌吸附23.5h。濾紙過濾，用摩爾滴定法分析吸附后銀離子的濃度，其吸附量為1924mg/g。同等條件下，聚合物未超聲時(shí)的吸附容量為1799mg/g。
實(shí)施例6取實(shí)施例1的產(chǎn)物50mg，30℃下投入初始濃度0.084mol/L的銀離子溶液中攪拌吸附24h。濾紙過濾，用摩爾滴定法分析吸附后銀離子的濃度，其吸附量為823mg/g。已知此時(shí)硝酸銀水溶液的pH為5.3。在其他條件相同下，用氨水調(diào)節(jié)硝酸銀水溶液的pH到7.0，相應(yīng)的吸附容量為1670mg/g。
實(shí)施例7將實(shí)施例1的產(chǎn)物50mg在30℃下分別投入初始濃度0.1mol/L的銅離子或鈷離子溶液中攪拌吸附24h后，濾紙過濾，用紫外吸光光度法分析吸附后銅離子或鈷離子的濃度，其吸附量分別為56mg/g和28.6mg/g。同樣條件下，吸附初始濃度0.1mol/L的銀離子溶液，其吸附量為840mg/g。
實(shí)施例8將實(shí)施例2的產(chǎn)物20mg在30℃時(shí)投入初始濃度0.082mol/L的銀離子溶液中，攪拌吸附24h，濾紙過濾，用摩爾滴定法分析吸附后銀離子的濃度，其吸附容量為700mg/g。
權(quán)利要求
1.聚1，8-萘二胺用作銀離子吸附劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及聚1，8－萘二胺的用途領(lǐng)域。本發(fā)明提供的銀離子吸附劑是通過簡便的化學(xué)氧化聚合法制備的1，8－萘二胺均聚物。1，8－萘二胺均聚物用于銀離子的吸附時(shí)，獲得了吸附容量高達(dá)自身重量2倍多的吸附劑，明顯高于其它吸附劑在同等吸附條件下對Ag
文檔編號C02F1/28GK1840234SQ20051002477
公開日2006年10月4日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月30日
發(fā)明者黃美榮, 李新貴 申請人:同濟(jì)大學(xué)