氨基吡啶改性樹脂吸附材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及氨基吡啶改性樹脂的制備方法，包括：在回流下使高分子樹脂在有機溶劑中溶脹，之后加入與高分子樹脂配料比為1-7:1的氨基吡啶類化合物及與氨基吡啶化合物的摩爾比1-5:1的縛酸劑；混合后的反應(yīng)體系在45-75℃，攪拌條件下反應(yīng)2-24小時，得到氨基吡啶改性樹脂，然后分離、依次用水、乙醇、丙酮、乙醚洗滌，晾干，得到氨基吡啶改性樹脂的功能基含量為2.9-4.0mmol?FG/g樹脂。本發(fā)明方法操作簡單、反應(yīng)時間短、制備方便，改性樹脂可單獨使用也可填充用作吸附柱，對工業(yè)廢水中的金屬尤其是辛酸銠、對金屬離子特別是貴金屬離子的吸附性能良好，在環(huán)境保護、分析化學(xué)以及廢液中提取金屬離子等方面具有重要用途。
【專利說明】氨基吡啶改性樹脂吸附材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于改性高分子樹脂材料的制備和應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及氨基吡啶改性樹脂吸附材料的制備方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002]氨基吡啶(AP)是一種常見的合成醫(yī)藥、染料、農(nóng)藥的重要中間體，還可以用作藥物及分析檢測試劑。氨基吡啶類化合物中的氨基和吡啶基的氮原子都具有較強的配位功能，可以與很多金屬離子配位形成穩(wěn)定的配合物，因此，吡啶環(huán)常被用作螯合樹脂的功能基。另外，氨基吡啶分子中吡啶環(huán)中的氮原子具有一定的堿性和親核性，故氨基吡啶又可廣泛應(yīng)用于制備性能優(yōu)良的超親核催化劑。氨基吡啶分子中的氨基具有很好的反應(yīng)活性，將其鍵合到不同的高分子載體上，就可制得氨基吡啶樹脂。
[0003]普通吸附性高分子樹脂對于離子具有一定的吸附能力，但其對于金屬離子的選擇性較差、結(jié)合力較小、吸附能力較小。螯合樹脂是指以交聯(lián)聚合物為骨架，連接有特殊的功能基，能從含有金屬離子的水溶液中有選擇的螯合特定的金屬離子，通過離子鍵和共價鍵形成特定的金屬離子，通過離子鍵和共價鍵形成多元環(huán)狀配合物，在合適的條件下又能將絡(luò)合的金屬離子釋放出來的一類功能高分子。由于螯合樹脂的高分子效應(yīng)，而使其具有吸附容量大、易洗脫、干擾少和穩(wěn)定性好等優(yōu)點。與其他離子交換樹脂相比，螯合樹脂與金屬離子的結(jié)合能力更強，選擇性更好。氨基吡啶螯合樹脂是指螯合樹脂中含有氨基吡啶功能基的功能性高分子。該類樹脂可作為金屬離子尤其是貴金屬離子和稀有金屬離子的吸附劑，用其來回收、萃取、分析金屬離子，方法簡單、成本較低、高效和易回收等優(yōu)點，在環(huán)境保護、分析化學(xué)以及廢液中提取金屬離子等方面具有重要用途。另外，由于氨基吡啶分子中吡啶環(huán)的N具有一定的堿性和親核性，因此氨基吡啶樹脂還可用作?；Ⅴセ扔袡C反應(yīng)的催化劑。與小分子親核試劑相比具有更強的催化性能，還具有可循環(huán)利用、成本較低等優(yōu)點。氨基吡啶樹脂具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0004]現(xiàn)有的氨基吡啶改性樹脂方法有杭州大學(xué)陳義鏞報道的溶劑浸泡法(陳義鏞，盧步祥，氨基吡啶樹脂的合成及其對貴金屬離子的吸附性，高分子學(xué)報，1989 (4)，437-442)或者在氮氣氣氛保護下進行浸泡(陳義鏞，魏祥等，3-氨甲基吡啶樹脂合成及五中氨基吡啶樹脂對金鉬吸附性能的比較，功能高分子學(xué)報，1994，7 (4)，373-380)，以上方法需要的反應(yīng)時間較長，達到15小時以上，在實際應(yīng)用中不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種氨基吡啶改性樹脂，使其具備對金屬離子尤其是貴金屬離子有較好的吸附性能，并克服上述制備方法的不足，提供一種操作簡單、減少反應(yīng)時間、制備方便的合成氨基吡啶改性樹脂的方法。
[0006]本發(fā)明以氨基吡啶類化合物為改性劑、大孔型高分子樹脂為載體，通過改變不同的反應(yīng)條件包括反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等探索了氨基吡啶改性樹脂的最佳合成工藝條件，并提出在浸泡過程中，加入縛酸劑，提高反應(yīng)速度。制得了含有氨基吡啶功能基的氨基吡啶改性樹脂，所制得表面鍵合的功能基具有對金屬離子尤其是貴金屬離子選擇吸附作用，吸附容量大、易洗脫、干擾少和穩(wěn)定性好?？捎米魑?、分離金屬離子的吸附材料。
[0007]本發(fā)明氨基吡啶改性樹脂結(jié)構(gòu)見下式:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種氨基吡啶改性樹脂吸附材料的制備方法，其特征是:該方法包括: (1)將有機溶劑與高分子樹脂按照20-100克/升的比例，加到反應(yīng)容器中，回流下使樹脂在有機溶劑中溶脹，時間為2-48小時； (2)在溶脹后的高分子樹脂溶液中加入定量的氨基吡啶類化合物，高分子樹脂與氨基吡啶類化合物的配料比(重量比)為1:1-7 ; (3)在反應(yīng)過程中，加入縛酸劑，縛酸劑的加入量與氨基吡啶類化合物的摩爾比為1-5:1 ； (4)混合后的反應(yīng)體系在45-75°C，攪拌條件下反應(yīng)2-24小時，得到氨基吡啶改性樹月旨，然后分離、依次用水、乙醇、丙酮、乙醚洗滌，晾干，得到氨基吡啶改性樹脂的功能基含量為 2.9-4.0mmolFG/g 樹脂。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是:高分子樹脂選自大孔型交聯(lián)的氯甲基化聚苯乙烯球體、聚甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是:氨基吡啶類化合物選自2-氨基吡啶、3-氨基吡啶、4-氨基吡啶、2-氨基甲基吡啶、2，6- 二氨基吡啶。
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是:有機溶劑選自烷基醇類包括二氧六環(huán)、甲醇或乙醇；烷基腈類包括乙腈；芳香烴包括苯及甲苯。
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是:縛酸劑選自有機胺包括甲胺，二甲胺，三甲胺，乙胺，二乙胺，三乙胺，丙胺，環(huán)丙胺，環(huán)己胺。
6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是:高分子樹脂的含量優(yōu)選為40-80克/升，高分子樹脂與氨基吡啶類化合物的配料比優(yōu)先為1:3_6。
7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是:縛酸劑的加入量與氨基吡啶類化合物的摩爾比為1.5-3:1。
8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是:反應(yīng)時間為2-6小時。
9.權(quán)利要求1所述的方法制備得到的氨基吡啶改性樹脂吸附材料，其特征是氨基吡啶改性樹脂的氨基吡啶功能基含量為2.9-4.0mmol FG/g樹脂。
10.權(quán)利要求1所述的方法制備得到的氨基吡啶改性樹脂吸附材料的用途，其用作吸附、分離金屬離子包括貴金屬或稀有金屬的吸附材料及用作?；?、酯化等有機反應(yīng)的催化劑。
【文檔編號】B01J20/26GK103588912SQ201310576854
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】龐雪蕾, 王榮耕, 趙海燕 申請人:河北科技大學(xué)