当前位置: 首页 > 专利查询>兰州大学专利>正文

一种以聚氯乙烯为基质的功能化阴离子交换树脂及其制备方法和应用技术

技术编号:20841445 阅读:22 留言:0更新日期:2019-04-13 08:37
本发明专利技术公开了一种以聚氯乙烯为基质的功能化阴离子交换树脂,该树脂具有如下结构:式1:

【技术实现步骤摘要】
一种以聚氯乙烯为基质的功能化阴离子交换树脂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种以聚氯乙烯为基质的功能化阴离子交换树脂及其制备方法和应用。
技术介绍
除被用于装饰材料外,铂族金属由于其独特、优异的物理化学性质,受到了各界广泛的关注。如作为催化剂,Pt/Al2O3、Pt-Re/Al2O3等催化剂可以用来催化石油精炼中的多个反应,生产高辛烷值的汽油和其他石油化工产品;在生命科学方面,顺铂、卡铂、奥沙利铂等药物被证明对癌症的抑制和治疗,铂-铑合金等合金材料也可用作人工脏器、神经修复材料、外壳器具等医疗材料;在信息科学技术方面,铂、钯等制造的微电子装置、光电子装置、磁-光存储器件等,在行业内有极大发展。在铂族金属湿法冶金富集过程中所得的金属电解液中常伴随有大量的有色金属,如Cu、Ni、Fe等,它们大多数以阳离子形、式存在。而体系中的铂族金属在卤素离子及其它一些阴离子体系中常以氯-配阴离子的形式存在,稳定性高,难以生成难溶盐沉淀或内界配合物。目前常用的富集分离铂族金属的方法有选择性沉淀法、溶剂萃取法、离子交换吸附法等。选择性沉淀法和溶剂萃取法工业操作程序复杂,需消耗大量的化学试剂,不符合绿色化学的要求。离子交换吸附法在离子交换过程中不会引入杂质,可处理极低浓度的贵金属的料液,且在工业过程中操作简单,离子交换树脂可再生循环利用。但常见的离子交换树脂对铂族金属配阴离子的选择性较低,不利于从复杂体系中高效率富集回收铂族金属。PVC树脂是一种非结晶的线性高分子化合物,其相对分子质量较大的颗粒物制品具有较高的拉伸强度、冲击强度、弹性模量,树脂有一定的耐温性能,能满足作为离子交换树脂基材的要求,且产能充分,价格低廉。本专利技术利用PVC颗粒,经过接枝反应,引入含N-杂原子的正电荷基团,制备出一种具有特殊功能的阴离子交换树脂,并应用于复杂体系中微量铂族金属配阴离子的富集、回收。
技术实现思路
本专利技术的目的在于根据上述
技术介绍
的现状,提供了一种以聚氯乙烯为基质的功能化阴离子交换树脂。本专利技术的另一目的在于,提供一种制备上述以聚氯乙烯为基质的功能化阴离子交换树脂的方法。本专利技术的另一目的在于,将上述以聚氯乙烯为基质的功能化阴离子交换树脂用于铂族金属配阴离子的富集。为了解决上述技术问题,本专利技术提供了如下的技术方案:一种以聚氯乙烯为基质的功能化阴离子交换树脂,具有如下结构:式1:或者,式2:其中,R1、R2和R3各自独立地为氢、C1-C10烷基、取代的C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、芳基、C1-C10烷氧基、C1-C10烷酰基、C1-C10烷酰氧基、C1-C10烷酰氨基、C1-C10烷氨基、氨基、氨基甲酰基或卤素;A为5-8元环,X为0~3的整数;n/(m+n)=1%-50%。优选地,所述的A为苯环、己环或庚环。优选地,所述卤素为F、Cl或Br。优选地,n/(m+n)=5%-20%,更优选地,n/(m+n)=10%-15%。选择具有一定机械强度的聚氯乙烯颗粒作为基质,能在离子交换时不破碎即可,优选地,所述聚氯乙烯数均分子量为1×104~5×105,更优选地,聚氯乙烯的数均分子量为2×104~7×104。上述以聚氯乙烯为基质的功能化阴离子交换树脂的制备方法,包括:在碱催化下,聚氯乙烯与含咪唑结构的化合物反应得到所述的以聚氯乙烯为基质的功能化阴离子交换树脂;所述含咪唑结构的化合物为:优选地,所述的聚氯乙烯先用乙腈溶胀,再与含咪唑结构的化合物反应,反应温度为60~80℃,反应时间为48~96小时。优选地,所述碱为氢氧化钠。优选地,所述氢氧化钠的用量为聚氯乙烯质量的50%~100%。上述以聚氯乙烯为基质的功能化阴离子交换树脂在富集、分离铂族金属配阴离子中的应用。本专利技术的阴离子交换树脂以廉价的聚氯乙烯(PVC)为基本骨架,解决了传统离子交换树脂造价较贵的问题。该阴离子交换树脂具有良好机械强度,可选择性吸附铂族金属配阴离子,具有吸附容量高,解吸附率高的优点,可实现再生和循环利用,可用于铂族金属配阴离子的富集和分离。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术的限制。在附图中:图1是实施例1所制备的阴离子交换树脂[PVC-im]Cl的红外光谱图;图2是实施例2所制备的阴离子交换树脂[PVC-bim]Cl的红外光谱图;图3是实施例3所制备的阴离子交换树脂[PVC-amim]Cl的红外光谱图;图4是温度对阴离子交换树脂吸附Pt(IV)的影响;图5是溶液酸度对阴离子交换树脂吸附Pt(IV)的影响;图6是反应时间对阴离子交换树脂吸附Pt(IV)的影响;图7是阴离子交换树脂对Pt(IV)的最大吸附容量。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。本专利技术的以聚氯乙烯为基质的功能化阴离子交换树脂具有如下结构:式1:或者,式2:其中,R1、R2和R3各自独立地为氢、C1-C10烷基、取代的C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、芳基、C1-C10烷氧基、C1-C10烷酰基、C1-C10烷酰氧基、C1-C10烷酰氨基、C1-C10烷氨基、氨基、氨基甲酰基或卤素;A为5-8元环,如5元环、6元环、7元环或8元环,X为0~3的整数,如0、1、2或3;n/(m+n)=1%-50%。所述C1-C10烷基可选地为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基。所述取代的C1-C10烷基为具有卤素、芳基、氨基、硝基、羟基、乙酰基、乙酰氧基、甲氧基取代基的C1-C10烷基,具体地如一氯甲基、二氯甲基、三氟甲基、苄基、氨甲基、2-氨乙基、2-硝基乙基、羟甲基、2-羟乙基、3-羟丙基、10-羟基癸基、乙酰乙基、乙酰丙基、乙酰氧基甲基、乙酰氧基乙基、甲氧基甲基、甲氧基乙基、甲氧基丙基、甲氧基戊基。所述C2-C10烯基可选地为乙烯基、1-丙烯基、异丙烯基、正丁烯基、异丁烯基、正戊烯基、正己烯基、正庚烯基、正辛烯基、正壬烯基、正癸烯基。所述C2-C10炔基可选地为乙炔基、丙炔基、正丁炔基、异丁炔基、正戊炔基、正己炔基、正庚炔基、正辛炔基、正壬炔基、正癸炔基。所述芳基可选地为苯基、邻甲基苯基、间甲基苯基、对甲基苯基、邻乙基苯基、间乙基苯基、对乙基苯基、2,4-二甲基苯基、2,5-二甲基苯基、3,5-二甲基苯基、邻甲氧基苯基、间甲氧基苯基、对甲氧基苯基、邻羟基苯基、间羟基苯基、对羟基苯基、2,4-二羟基苯基、2,5-二羟基苯基、3,5-二羟基苯基、邻卤代苯基、间卤代苯基、对卤代苯基、2,4-二卤代苯基、2,5-二卤代苯基、3,5-二卤代苯基、邻氨基苯基、间氨基苯基、对氨基苯基、邻硝基苯基、间硝基苯基、对硝基苯基;所述C1-C10烷氧基可选地为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基。所述C1-C10烷酰基可选地为甲酰基、乙酰基、正丙酰基、异丙酰基、正丁酰基、异丁酰基、正戊酰基、异戊酰基、正己酰基、正庚酰基、正辛酰基、正壬酰基、正癸酰基。所述C1-C1本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种以聚氯乙烯为基质的功能化阴离子交换树脂,具有如下结构:式1:

【技术特征摘要】
1.一种以聚氯乙烯为基质的功能化阴离子交换树脂,具有如下结构:式1:或者,式2:其中,R1、R2和R3各自独立地为氢、C1-C10烷基、取代的C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、芳基、C1-C10烷氧基、C1-C10烷酰基、C1-C10烷酰氧基、C1-C10烷酰氨基、C1-C10烷氨基、氨基、氨基甲酰基或卤素;A为5~8元环,X为0~3的整数;n/(m+n)=1%-50%。2.根据权利要求1所述的以聚氯乙烯为基质的功能化阴离子交换树脂,其特征在于:所述的A为苯环、己环或庚环。3.根据权利要求1所述的以聚氯乙烯为基质的功能化阴离子交换树脂,其特征在于:所述卤素为F、Cl或Br。4.根据权利要求1所述的以聚氯乙烯为基质的功能化阴离子交换树脂,其特征在于:n/(m+n)=10%-15%。5.根据权利要求1所述的以聚氯乙烯为基质的功能化阴离子交换树脂,其特征在于:所述聚氯乙烯的数均分...

【专利技术属性】
技术研发人员:寇欣苏怡兵杨瑛
申请(专利权)人:兰州大学
类型:发明
国别省市:甘肃,62

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1