甲氧基苯胺磺酸改性的苯胺共聚物用作銀離子吸附劑制造技術

本發明專利技術屬于工業廢水處理中貴重金屬銀離子的回收技術領域。苯胺與２－甲氧基苯胺－５－磺酸的共聚物用作銀離子吸附劑。該吸附劑處理初始濃度高達１０ｍｍｏｌ／Ｌ（即１０８０ｍｇ／Ｌ）的銀離子溶液，可以達到９０％以上的回收率，這是普通銀離子吸附劑所不能達到的。并且在吸附過程中，大部分銀離子被還原為金屬銀，可以方便地直接回收，是目前少有的對聚苯胺進行有效化學改性的典例。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于工業廢水處理中貴重金屬銀離子的回收
，具體涉及一種改性的苯胺共聚物作為銀離子吸附劑的用途。
技術介紹
在水體污染方面，重金屬污染最難以治理。吸附回收廢水中的金、銀離子等貴金屬離子是廢水處理的重要一部分，在貴重金屬離子的循環利用方面也有著深遠的意義。對重金屬廢水的處理方法主要包括吸附法、離子沉淀法、交換樹脂法等等。工業上多采用化學沉淀法處理重金屬廢水，但化學沉淀法存在易引起水質硬化，對低濃度的重金屬離子處理不徹底，易導致二次污染以及難以應用于治理流動水體等缺點。離子交換樹脂法可以將重金屬離子轉移到樹脂上，但樹脂和重金屬離子難于分離脫，不論是在樹脂的再利用方面還是在貴重金屬的回收方面都有其不足之處。近年來，吸附法作為重金屬廢水高效處理方法越來越被人們所關注。傳統的天然吸附劑對于銀離子的吸附效果表現一般。黃金明等用甲殼素化學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.高等學校化學學報，1992，13，535～536)。根據HSAB理論，Hg、Ag、Au等軟金屬離子和CN-，RS-，SH-，NH2-，-CO-等含有N、S、O原子的官能團易形成比較穩定的配位鍵，因此近年來研究者尋求一些本身帶有官能基團的吸附劑或在原來的基礎上通過共聚、接枝等改性方法引入官能基團改善對汞離子等重金屬離子的吸附效果。例如，崔元臣等報道的有機高分子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，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.應用化學，2002，19，968～971)，本申請的專利技術人研究報道的聚1，8萘二胺和磺酸基苯二胺共聚物對銀離子的吸附量更是超過了2g/g(Li X G，Liu R，Huang M R.Facile Synthesis and Highly Reactive Silver Ion Adsorption ofNovel Microparticles of Sulfodiphenylamine and Diaminonaphthalene Copolymers.Chem.Mater，2005，17，5411-5419)。然而這類吸附劑合成成本較高或改性工藝較復雜。可見尋求一種多官能基團的、工藝簡單的高效銀離子吸附劑，并且在吸附的同時可以對銀進行回收，這具有極大的意義。本專利技術即是以聚苯胺為基體材料，通過共聚手段在其上引入甲氧基、磺酸基等官能團，從而獲得了一種對銀離子具有很大吸附容量的新型銀離子吸附劑。
技術實現思路
本專利技術的目的就是將一種改性的苯胺共聚物用作銀離子吸附劑，利用該種多官能基團的、工藝簡單的高效銀離子吸附劑，在吸附的同時可以對銀進行回收。本專利技術是通過化學氧化法，將苯胺與2-甲氧基苯胺-5-磺酸進行聚合，得到的納米級共聚物顆粒，由于在聚苯胺骨架上引入了甲氧基、磺酸基等功能基團，使得其對于銀離子有很高的吸附容量，大大改善了聚苯胺對于含銀廢液的吸附性能。苯胺與2-甲氧基苯胺-5-磺酸的共聚物用作銀離子吸附劑。上述苯胺共聚物用作銀離子吸附劑時，其共聚物優選為納米級，且用化學氧化法制備的效果最理想。上述共聚苯胺制備方法如下在苯胺(AN)和2-甲氧基苯胺-5-磺酸(MAS)混合物內加入鹽酸水溶液，攪拌至完全溶解，得到無色溶液；然后將(NH4)2S2O8溶于鹽酸水溶液中；攪拌下滴加(NH4)2S2O8溶液到單體混合液中，滴加完畢后，繼續反應完全；最后用去離子水洗滌至用BaCl2溶液檢驗清液中無SO42-離子為止，干燥至恒重，得摻雜態共聚物(PANMAS)粉末。本專利技術所述的PANMAS吸附銀離子的方法，采用靜態吸附法。本專利技術的有益效果用2-甲氧基苯胺-5-磺酸和苯胺共聚，可以在保持聚苯胺原有性能的基礎上，使新引入的甲氧基和磺酸基與聚苯胺骨架上的氨基共同發揮作用，從而大大提升了聚苯胺對銀離子的吸附能力。該吸附劑處理初始濃度高達10mmol/L(即1080mg/L)的銀離子溶液，可以達到90％以上的回收率，這是普通銀離子吸附劑所不能達到的。并且在吸附過程中，大部分銀離子被還原為金屬銀，可以方便地直接回收，是目前少有的對聚苯胺進行有效化學改性的典例。具體實施例方式共聚苯胺合成方法實施例如下量取0.05mol的苯胺(AN)，稱取0.05mol的2-甲氧基苯胺-5-磺酸(MAS)置于干燥潔凈燒杯中，加入75mL 1.0 mol/L鹽酸水溶液，25℃下攪拌至完全溶解，得到無色溶液。按照氧單比1/1另稱取0.1mol的(NH4)2S2O8溶于鹽酸水溶液中。在磁力攪拌下滴加(NH4)2S2O8溶液到單體混合液中，滴加完畢后，繼續反應24h。反應結束，用去離子水洗滌2～3遍，洗至用BaCl2溶液檢驗清液中無SO42-離子為止。將產物轉移到表面皿中，40℃下干燥一周至恒重，得深灰色摻雜態共聚物(PANMAS)粉末。本專利技術所述的PANMAS吸附銀離子的方法，采用靜態吸附法，具體步驟如下將50mL干燥錐形瓶置于30℃的恒溫水浴中，用移液管加入一定初始濃度的含銀離子的溶液25mL，然后準確稱取一定量的吸附劑置于攪拌中的溶液中，密封錐形瓶。在避光條件下恒溫水浴中攪拌吸附一定時間，過濾，濾液中殘留的銀離子濃度采用佛爾哈德法滴定(濃度低時采用ICP測定)，然后按照(1)式計算吸附劑的吸附容量，按照(2)式計算銀離子的吸附率。Q=(CO-C)VMW---(1)]]>q=(CO-C)CO×100%---(2)]]>QAg+的吸附容量(mg/g)；qAg+吸附百分率；C0初始Ag+濃度(mol/L)；C吸附后殘留Ag+濃度(mol/L)；V含銀離子溶液體積(mL)；MAg+的分子量(g/mol)；W加入共聚苯胺的重量(g)。根據PANMAS共聚物吸附一定濃度的銀離子時吸附容量隨吸附時間的變化，可繪制出吸附容量隨時間的變化曲線，由該曲線可獲得某一銀離子濃度下的吸附平衡時間和最大吸附容量，并可利用準二級動力學方程進行吸附動力學模擬，從而得出初始吸附速率常數h。根據PANMAS對一系列初始濃度的銀離子在吸附達到平衡時的吸附容量值，可繪制吸附劑對銀離子的平衡吸附容量與初始銀離子濃度的關系。超聲作用使得團聚的納米粒子分散從而提高其對銀離子的吸附能力，本專利技術中，初始銀離子濃度為10mmol/L，改變不同的超聲時間，研究其對銀離子的吸附增長情況。本專利技術中，所述含銀離子溶液為硝酸銀溶液。實施例1取50mg PAN/MAS吸附劑投入30℃、初始濃度為10mmol/L的25mL硝酸銀溶液中攪拌吸附15分鐘，濾紙過濾后，用佛爾哈德法滴定濾液中銀離子含量，結果表明，此種狀況下吸附容量為155.2mg/g，吸附率為28.7％。同樣條件下，改變吸附時間分別為24小時、48小時、72小時、84小時，所得吸附容量分別為324.2mg/g、434.8mg/g、486.1mg/g、505.8mg/g，吸附率分別為60.04％、80.52％、90.0％、93.7％。由此可得到50/50PAN/MAS吸附劑吸附初始濃度10mmol/L的銀離子時平衡吸附時間為72小時，用準二級動力學方程進行吸附動力學模擬，模本文檔來自技高網...

【技術保護點】
苯胺與２－甲氧基苯胺－５－磺酸的共聚物用作銀離子吸附劑。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃美榮，封皓，李新貴，
申請(專利權)人：同濟大學，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]