【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于濕法冶金，涉及一種金離子吸附劑的制備方法。
技術介紹
1、金(au)作為一種稀缺的貴金屬，在醫療、電子器件和航空航天等領域都具有廣泛的應用。然而，我國金礦資源稀少，大部分金礦品位低，且通常以細粒形式嵌布于脈石礦物中，極難分選。作為一種有限且不可再生的資源，金的回收對于提升經濟效益以及實現環境保護具有重要意義。
2、目前，金礦的浸出主要采用濕法冶金工藝，常用的方法包括氰化法、硫代硫酸鹽法、溴化法、碘化法以及硫脲法等。但經過浸出處理后，金與其他雜質金屬通常以離子形式共同存在于浸出液中，且金的濃度通常遠低于浸出液中的雜質金屬濃度。從浸出液中提取金的主要方法有置換法、萃取法和吸附法等，其中吸附法是使用最廣泛的方法。活性炭作為目前使用廣泛的吸附材料，具有操作簡單以及可再生利用的優點，但其吸附容量有限，且溶液中的雜質金屬離子容易與金離子發生競爭吸附，進而降低金離子回收率。因此，急需開發一種對金離子具有特異選擇性，吸附容量大，可重復使用的綠色吸附劑。
3、殼聚糖作為一種可再生的綠色材料，由脫乙酰單元和乙酰基單元隨機分布構成，具有兩個主要的活性官能團位于c2位置的氨基(-nh2)，表現出較強的親核性，以及位于c3、c6位置的羥基(-oh)。這些活性官能團不僅具有與金屬陽離子產生配位作用的能力，而且提供與其他活性官能團進行交聯改性的活性位點。在酸性條件下，殼聚糖分子的β-1,4糖苷鍵會在h+的作用下發生質子化反應，從而削弱其化學鍵的穩定性，進而導致糖苷鍵斷裂，使殼聚糖分子鏈發生水解反應。同時殼聚糖中的-nh2
4、為提高殼聚糖在酸性條件下的穩定性，國內外研究者通常利用交聯劑與殼聚糖的活性位點發生交聯反應，形成復雜的網狀結構，從而提高殼聚糖的分子量以及結構剛性，以減少其水解反應的發生。然而在反應過程中會大量消耗殼聚糖上的活性位點，導致其對目標離子的吸附容量下降。因此，亟需設計一種金離子吸附劑，克服現有技術缺陷，以滿足實際應用需求。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足，本專利技術的目的在于提供一種金離子吸附劑的制備方法，在本專利技術中，通過戊二醛的交聯作用將殼聚糖的葡萄糖胺結構單元中的-nh2基團與含氮、硫等具有活性官能團連接，形成大分子網狀結構，金離子的吸附可通過硫原子、胺基與金離子的配位絡合和氧化還原以及質子化基團的靜電吸附作用，該聚合物可用于礦石浸金液以及電子垃圾中金離子的提取，整體制備工藝簡單、易操作和成本低，得到的吸附劑吸附容量高且選擇性好。
2、為達此目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、本專利技術提供了一種金離子吸附劑的制備方法，所述制備方法包括：
4、(1)將殼聚糖粉末溶于乙酸溶液中，加入甲醛溶液并攪拌，得到第一基礎溶液；
5、(2)將氮硫試劑和戊二醛溶液混合并攪拌，得到第二基礎溶液；
6、(3)將步驟(1)中的第一基礎溶液和步驟(2)中的第二基礎溶液在乳液中混合，加入交聯劑并調節溶液ph值，得到反應溶液；
7、(4)對步驟(3)中的反應溶液進行固液分離，得到的固體顆粒物依次經洗脫處理、過濾處理和干燥處理，得到金離子吸附劑；
8、步驟(1)與步驟(2)不分先后順序。
9、在本專利技術中，通過戊二醛的交聯作用將殼聚糖的葡萄糖胺結構單元中的-nh2基團與含氮、硫等具有活性官能團連接，形成大分子網狀結構，金離子的吸附可通過硫原子、胺基與金離子的配位絡合和氧化還原以及質子化基團的靜電吸附作用，該聚合物可用于礦石浸金液以及電子垃圾中金離子的提取，整體制備工藝簡單、易操作和成本低，得到的吸附劑吸附容量高且選擇性好。
10、需要說明的是，本專利技術中殼聚糖粉末的牌號為脫乙酰度≥95％，粘度為100mpa.s～200mpa.s。
11、需要說明的是，本專利技術為解決交聯劑與殼聚糖發生交聯反應，大量消耗殼聚糖上的活性位點，導致其對目標離子的吸附容量下降這一問題，引入額外的活性官能團，增加殼聚糖活性位點數量，從而增強其吸附性能。根據軟硬酸堿理論，軟酸(au)更傾向于與軟堿(n、s)形成穩定的復合物，氮原子位于sp3雜化軌道上的孤對電子能量較高，易于進行電子轉移，并且能夠通過誘導效應將電子提供給au3+的5d軌道，從而形成穩定的配位鍵。硫原子由于其較大的原子半徑以及較分散的電子云，導致硫原子具有較強的極化性，位于3p軌道的弧對電子更容易被極化與變形，能夠與au3+的5d軌道發生重疊形成穩定的au-s鍵，硫原子的π回贈效應進一步增強的au-s鍵的穩定性。通過化學修飾，將胺基、酰胺基等含n官能團以及巰基、硫醚等含s官能團引入殼聚糖中，這些活性官能團能夠與溶液中的au的d軌道形成穩定的配位鍵(au-n、au-s)，并且在氧化還原作用下將吸附的au3+還原為單質金，從而實現金離子的高效吸附。因此，以殼聚糖作為基體材料，引入含氮、硫等元素的活性官能團，為溶液中貴金屬高效，有選擇性回收提供更具前景的解決方案。
12、需要說明的是，本專利技術通過簡單的乳液聚合法對殼聚糖材料進行高效改性，操作簡便，可控性強，能夠在相對溫和的反應條件以及較低的溫度的反應環境下有效引入活性基團，提高材料的改性效率以及產物性能。
13、需要說明的是，本專利技術通過引入含氮、硫等活性基團，增加殼聚糖上的活性位點，從而有效彌補因交聯過程導致部分活性位點損失的問題。這些引入的活性基團不僅能夠與溶液中的au的d軌道形成穩定的配位鍵，還具備一定的還原能力，可以通過氧化還原反應將吸附在材料上的金離子還原為單質金。這種協同效應不僅顯著提升了殼聚糖基材料對金離子的吸附效率，同時也實現了對金離子的選擇性吸附。
14、需要說明的是，本專利技術所采用的原材料種類多樣，來源廣泛且價格低廉，從而顯著地降低了生產成本。
15、需要說明的是，本專利技術中的金離子吸附劑為粒度均勻的多孔球形顆粒，具有較大的比表面積，比表面積范圍大致在1.0m2/g～3.0m2/g。
16、需要說明的是，本專利技術中先將殼聚糖粉末溶于乙酸溶液中，后加入甲醛溶液的步驟，相較于殼聚糖粉末、乙酸溶液和甲醛溶液同時混合的步驟，更加有利于精確控制反應條件，使甲醛能夠很好地保護殼聚糖中的氨基在后續反應中不被過度交聯而降低吸附容量，使得吸附劑結構更加穩定、提高殼聚糖活性位點，從而提高吸附容量。
17、作為本專利技術一種優選的技術方案，所述殼聚糖粉末的質量和所述乙酸溶液的體積之間的比值為1g:4ml～5ml，例如可以是1g:4ml、1g:4.2ml、1g:4.4ml、1g:4.6ml、1g:4.8ml、1g:5ml等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。
18、本專利技術中所述殼聚糖粉末的質量和所述乙酸溶液的體積之間的比值為1g:4ml～5ml，是因為在此范圍內使得殼聚糖粉末能夠充分溶解，形成均勻的溶液，有利于制備過本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種金離子吸附劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述殼聚糖粉末的質量和所述乙酸溶液的體積之間的比值為1g:4mL～5mL；
3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述氮硫試劑包括硫脲、氨基硫脲、脒基硫脲、苯硫脲、酰基硫脲、異硫脲、取代硫脲、二甲基硫脲、2-氨基噻唑、2-巰基噻唑、2-羥基噻唑、2-氯噻唑、2-羧基噻唑；2-氨基-1,3,4-噻二唑、5-巰基-1,3,4-噻二唑、2-羧基-1,3,4-噻二唑或2,5-二氨基-1,3,4-噻二唑中的任意一種或至少兩種及以上的組合；
4.根據權利要求1-3任一項所述的制備方法，其特征在于，所述氮硫試劑和所述戊二醛溶液的質量比為1:(0.5～10)；
5.根據權利要求1-4任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述第一基礎溶液和所述第二基礎溶液的質量比為1:(1～5)。
6.根據權利要求1-5任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述乳液為液體石蠟和span80的混合物；
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8.根據權利要求1-7任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述固液分離按照如下方式進行：
9.根據權利要求1-8任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述洗脫處理采用酸性溶液進行；
10.根據權利要求1-9任一項所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法具體包括：
...【技術特征摘要】
1.一種金離子吸附劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述殼聚糖粉末的質量和所述乙酸溶液的體積之間的比值為1g:4ml～5ml；
3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述氮硫試劑包括硫脲、氨基硫脲、脒基硫脲、苯硫脲、酰基硫脲、異硫脲、取代硫脲、二甲基硫脲、2-氨基噻唑、2-巰基噻唑、2-羥基噻唑、2-氯噻唑、2-羧基噻唑；2-氨基-1,3,4-噻二唑、5-巰基-1,3,4-噻二唑、2-羧基-1,3,4-噻二唑或2,5-二氨基-1,3,4-噻二唑中的任意一種或至少兩種及以上的組合；
4.根據權利要求1-3任一項所述的制備方法，其特征在于，所述氮硫試劑和所述戊二醛溶液的質量比為1:(0.5～10)；<...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬立成，高樂棋，
申請(專利權)人：中國科學院過程工程研究所，
類型：發明
國別省市：
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