一种面向水体中锌离子的聚离子液体吸附剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种面向水体中锌离子的聚离子液体吸附剂及其制备方法和应用，所述聚离子液体吸附剂，按重量份计，其原料配比如下：离子液体A 12.1～22.1份；离子液体B 24.0～33.0份；表面活性剂29.1～40.0份；助表面活性剂14.0～20.0份；交联剂4.7～8.4份；引发剂1.0～1.5份；所述离子液体A为1‑烯丙基‑3‑甲基咪唑氯盐、1‑烯丙基‑3‑乙基咪唑氯盐、1‑烯丙基‑3‑丁基咪唑氯盐中的一种或两种及以上的复配，所述离子液体B为1‑烯丙基‑3‑甲基咪唑六氟磷酸盐、1‑烯己基‑3‑甲基咪唑六氟磷酸盐、1‑烯辛基‑3‑丁基咪唑六氟磷酸盐中的一种或两种及以上的复配。

Polyionic liquid adsorbent for zinc ion in water body and preparation method and application thereof

The present invention relates to a polyionic liquid adsorbent for zinc ion in water and its preparation method and application. The polyionic liquid adsorbent is prepared by weight with the following raw materials: ionic liquid A 12.1-22.1 phr; ionic liquid B 24.0-33.0 phr; surfactant 29.1-40.0 phr; cosurfactant 14.0-2 phr. 0.0 phr; crosslinking agent 4.7-8.4 phr; initiator 1.0-1.5 phr; ionic liquid A is one or more of 1_allyl_3_methylimidazole chloride salt, 1_allyl_3_ethylimidazole chloride salt, 1_allyl_3_butylimidazole chloride salt, and the ionic liquid B is 1_allyl_3_methylimidazole hexazole chloride salt. One or more combinations of fluorophosphate, 1_hexyl_3_methylimidazole hexafluorophosphate, and 1_enooctyl_3_butylimidazole hexafluorophosphate.

【技术实现步骤摘要】
一种面向水体中锌离子的聚离子液体吸附剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种吸附剂及其制备方法和应用，尤其涉及一种聚离子液体吸附剂及其制备方法和应用，属于吸附材料

技术介绍
随着现代工业的发展，越来越多的重金属离子被排放到环境中。虽然经过处理的水体已能够达到国家要求的排放标准，但由于重金属离子在生物体中能够富集，因此其危害依然很严重。水体中的锌离子是典型的重金属离子污染物，主要来自于电镀、采矿及冶金行业。尽管痕量锌离子是人体必须的微量元素，但自然环境中过量的锌离子会影响人类的身体健康，因此有必要制备出高效的锌离子吸附材料。聚离子液体在水体重金属离子吸附方面具有巨大优势和应用潜力。首先，得益于离子液体单体的“可设计性”，若向聚离子液体中引入PF6-或Tf2N-等疏水性阴离子，则其在水中和有机溶剂中的溶解性会发生较大差异，这类疏水性的聚离子液体可以通过简单的异相分离手段对水体中的重金属离子进行吸附分离。其次，离子液体单体的“可设计性”还能赋予聚离子液体针对特定重金属离子吸附的有效官能团，从而提高其吸附选择性。然而，吸附效果不理想仍是目前聚离子液体用于吸附重金属离子目前面临的主要问题。已见报道的聚[3-已基-1-乙烯基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐]对Cr(VI)的最大吸附容量仅为17.9mg/g，远低于其对甲基蓝的最大吸附容量。磺酸功能化后的聚离子液体对水中Cr(VI)的吸附容量可提高至40.8mg/g，然而，这种吸附效果仍与其他类型吸附剂存在明显差距。
技术实现思路
本专利技术针对现有聚离子液体吸附剂在吸附重金属离子方面存在的吸附容量低的缺陷，提供一种面向水体中锌离子的聚离子液体吸附剂及其制备方法和应用。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种面向水体中锌离子的聚离子液体吸附剂，按重量份计，原料配比如下：所述离子液体A为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([AMIm]Cl)、1-烯丙基-3-乙基咪唑氯盐[AEIm]Cl、1-烯丙基-3-丁基咪唑氯盐([ABIm]Cl)中的一种或两种及以上的复配，所述离子液体B为1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([AMIm]PF6)、1-烯己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([AEIm]PF6)、1-烯辛基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐([ABIm]PF6)中的一种或两种及以上的复配。进一步，所述交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、3,3'-二硫代二丙酸二(N-羟基丁二酰亚胺)酯中的一种或两种及以上的复配。进一步，所述引发剂为2,2-偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯中的一种或两种及以上的复配。进一步，所述表面活性剂为辛基苯基聚氧乙烯醚(TX-100)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、1-十六烷基-3-甲基咪唑双(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠([C16min][AOT])中的一种或两种及以上的复配。进一步，所述助表面活性剂为异丙醇、正丁醇、正戊醇、正辛醇中的一种或两种及以上的复配。本专利技术提供的聚离子液体吸附剂的有益效果是：1)吸附剂的比表面积大，对水体中的锌离子具有良好的吸附效果；2)原料廉价易得，生产成本低。本专利技术还要求保护上述聚离子液体吸附剂的制备方法，包括如下步骤：1)按重量份称取离子液体A和离子液体B，于30～80℃条件下搅拌均匀，制得混合离子液体；2)将相应重量份的表面活性剂和助表面活性剂加入到步骤1)所得的混合离子液体中，于30～80℃条件下搅拌均匀；3)向步骤2)所得的产物中加入相应重量份的交联剂，于30～80℃条件下搅拌均匀，得离子液体微乳液；4)室温下，向步骤3)所得的离子液体微乳液中加入相应重量份的引发剂，搅拌均匀，后将混合物转移至反应器中，于80～120℃反应4～24h，即得聚离子液体吸附剂。进一步，步骤1)至4)中搅拌过程的转速为300～1200rpm，搅拌时间为10～120min。本专利技术提供的制备方法的有益效果是：1)本专利技术的制备方法不仅解决了传统溶液聚合速率慢、生产能力低的缺点，同时也克服了本体聚合在无搅拌时容易反应过热的不足；2)本专利技术的制备方法操作简单，且溶剂回收容易。本专利技术还要求保护上述的聚离子液体吸附剂在水体中重金属离子吸附领域的应用。进一步，所述重金属离子是指锌离子。具体实施方式以下结合实例对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例1：按以下重量份称原料：离子液体A[AMIm]Cl12.1份，离子液体B[AEIm]PF624份，表面活性剂辛基苯基聚氧乙烯醚(TX-100)40份，助表面活性剂正丁醇14.0份，交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯4.7份，引发剂2,2-偶氮二异丁腈1.3份。将上述离子液体A、离子液体B混合，在60℃下以300转/分的速度搅拌50分钟，制备成混合离子液体；将表面活性剂和助表面活性剂加入到混合离子液体中，60℃下以300转/分钟的搅拌速度搅拌20分钟；后向其中加入交联剂，60℃下以300转/分钟的搅拌速度搅拌30分钟，制备成离子液体微乳液；室温下向上述离子液体微乳液体系中加入引发剂，以300转/分的速度搅拌60分钟；将混合物转移至高压釜，100℃条件下反应4h，制备出高性能聚离子液体吸附剂。实施例2：按以下重量份数称原料：离子液体A[AEIm]Cl22.1份，离子液体B[ABIm]PF633份，表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)29.1份，助表面活性剂正戊醇17份，交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯8.4份，引发剂偶氮二异丁酸二甲酯1.0份。将上述离子液体A、离子液体B混合，在40℃下以600转/分的搅拌速度搅拌40分钟，制备成混合离子液体；室温下将表面活性剂和助表面活性剂加入到混合离子液体中，40℃下以600转/分钟的搅拌速度搅拌30分钟；后向其中加入交联剂，40℃下以800转/分钟的搅拌速度搅拌20分钟，制备成离子液体微乳液；室温下向上述离子液体微乳液体系中加入引发剂，以600转/分的速度搅拌50分钟；将混合物转移至高压釜，80℃条件下反应8h，制备出高性能聚离子液体吸附剂。实施例3：按以下重量份数称原料：离子液体A[ABIm]Cl17.2份，离子液体B[AMIm]PF627.6份，表面活性剂1-十六烷基-3-甲基咪唑双(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠([C16min][AOT])35.8份，助表面活性剂异丙醇20份，交联剂3,3'-二硫代二丙酸二(N-羟基丁二酰亚胺)酯7.6份，引发剂偶氮二异庚腈1.5份。将上述离子液体A、离子液体B混合，在30℃下以800转/分的搅拌速度搅拌80分钟，制备成混合离子液体；室温下将表面活性剂和助表面活性剂加入到混合离子液体中，30℃下以800转/分钟的搅拌速度搅拌30分钟；后向其中加入交联剂，30℃下以800转/分钟的搅拌速度搅拌40分钟，制备成离子液体微乳液；室温下向离子液体微乳液体系中加入引发剂，以800转/分的速度搅拌60分钟；将混合物转移至高压釜，120℃条件反应12h，制备出高性能聚离子液体吸附剂。实施例4：按以下重量份数称原料：离子液体A[AMIm]Cl9.5份、[ABIm]Cl8.2份，离子液体B[AEIm]PF616.4份、[ABIm]PF616.6份，表面活性剂辛基苯基聚氧乙烯醚(TX-100)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向水体中锌离子的聚离子液体吸附剂，其特征在于，按重量份计，原料配比如下：

【技术特征摘要】
1.一种面向水体中锌离子的聚离子液体吸附剂，其特征在于，按重量份计，原料配比如下：所述离子液体A为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-乙基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-丁基咪唑氯盐中的一种或两种及以上的复配，所述离子液体B为1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-烯己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-烯辛基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐中的一种或两种及以上的复配。2.根据权利要求1所述的聚离子液体吸附剂，其特征在于，所述交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、3,3'-二硫代二丙酸二(N-羟基丁二酰亚胺)酯中的一种或两种及以上的复配。3.根据权利要求1所述的聚离子液体吸附剂，其特征在于，所述引发剂为2,2-偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯中的一种或两种及以上的复配。4.根据权利要求1所述的聚离子液体吸附剂，其特征在于，所述表面活性剂为辛基苯基聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基溴化铵、1-十六烷基-3-甲基咪唑双(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠中的一种或两种及以上的复配。5.根据权利要求1所述的聚离...

【专利技术属性】
技术研发人员：王爱丽，李淑慧，许璐，刘晓晨，
申请(专利权)人：鲁东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37