本发明专利技术公开了一种聚酰胺胺功能化磁性聚合物微球吸附剂，其特征在于，其结构式为：PAMAMG3-Fe3O4/（GMA-AA-EGDMA），它包括由以下原料制备而成：环氧基磁性聚合物微球Fe3O4/P（GMA-AA-EGDMA），乙二胺，丙烯酸甲酯。具体步骤为：（1）含环氧基团的磁性聚合物微球的制备；（2）聚酰胺胺功能化的磁性聚合物微球吸附剂的合成；（3）磁性聚合物微球吸附剂对含铀废水中的铀的吸附试验。本发明专利技术制备路线简捷、易操作；在处理含铀废水时具有吸附能力强，吸附量大和吸附速度快等优点，且易于从水溶液中分离，可重复使用，能够有效地吸附并回收水溶液中的铀离子。
【技术实现步骤摘要】
一种聚酰胺胺功能化磁性聚合物微球吸附剂及制备与处理含铀废水的方法专利
本专利技术涉及一种聚酰胺胺功能化磁性聚合物微球吸附剂及制备与处理含铀废水的方法。
技术介绍
核能是当今世界解决能源短缺的重要途径，然而随着核工业的快速发展，产生的含铀放射性废水越来越多。由于铀的半衰期、高放射性及生物毒性，含铀工业废水已经成为一种长期潜在的环境危害物。为了减少放生性废水对环境的危害，都必须对水溶液中的铀进行分离和富集。目前常用的方法有化学沉淀法、溶剂萃取、泡沫浮选法、液膜富集和蒸发浓缩法等，与这些方法相比，吸附法具有来源广、成本低廉、选择性高、速度快和容量大等优点，成为从环境中分离和富集铀最有效的方法。研究人员发现树状聚合物聚酰胺胺(PAMAM)由于具有天然的纳米尺寸、相对分子质量可控，末端含有大量的含氮官能团等特点早在2000年就被认为是一种铀的高效吸附剂。尽管PAMAM在铀的分离和富集方面展现了非常好的应用前景，但其自身存在的合成过程及其复杂，反应中分离过程非常繁琐等缺陷则很大程度上限制了其在核工业领域中的进一步大规模工业化应用。为简化PAMAM的合成过程，拓展其在铀的分离与富集方面的应用范围，开发负载型PAMAM用于含铀水溶液的处理这一学术思想就得以提出和发展。磁性聚合物微球是近二十年来研究的一类新型功能材料，它是指将磁性无机纳米粒子与有机高分子相结合形成的具有高分子微球的众多特性和磁响应性的复合微球，它不但能通过共聚或表面改性等方法使其表面带有特殊功能基团(如OH，COOH，CHO，NH2和SH等)，同时还能在外加磁场作用下迅速分离，因此在废水处理、医学和生物和化学等领域均具有广泛的应用。有鉴于此，本专利技术拟结合聚酰胺胺对铀的超强吸附作用以及磁性聚合物微球的诸多特点，通过化学改性手段，将聚酰胺胺修饰在磁性聚合物微球表面，以制备对铀具有高效吸附性能的聚酰胺胺功能化的磁性聚合物微球吸附材料，该吸附材料具有吸附速度快、吸附量大、易于分离和回收的优点。
技术实现思路
针对现有技术的缺点，本专利技术制备的吸附剂成本低廉，选择性高，吸附能力强，吸附量大，能够有效地吸附并回收水溶液中的铀离子。本专利技术的目的之一提供了一种聚酰胺胺功能化磁性聚合物微球吸附剂；本专利技术的目的之二在于提供了一种聚酰胺胺功能化磁性聚合物微球吸附剂的制备方法；本专利技术的目的之三在于提供了采用所述聚酰胺胺功能化磁性聚合物微球吸附剂处理含铀废水的方法；本专利技术的目的之一是这样实现的：一种聚酰胺胺功能化磁性聚合物微球吸附剂，其结构式为：PAMAMG3-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)，它包括由以下原料制备而成：环氧基磁性聚合物微球Fe3O4/P(GMA-AA-EGDMA)，乙二胺，丙烯酸甲酯。在制备过程中，环氧基磁性聚合物微球Fe3O4/P(GMA-AA-EGDMA)，乙二胺，丙烯酸甲酯的质量份为：0.1～1份，12～28份，9～21份。环氧基磁性聚合物微球Fe3O4/P(GMA-AA-EGDMA)由以下制备方法制备而成：将1～5份的甲基丙烯酸缩水甘油酯、1～3份的二甲基丙烯酸乙二醇酯、0.5～5份的丙烯酸和30～100份的去离子水混合后加入反应瓶中；搅拌，加热至温度升为40～50℃时，向反应瓶中加入50～100份的经超声波分散的Fe3O4磁流体，Fe3O4磁流体的质量分数5.0％～10.0％，当温度升至60.0℃～70.0℃时，加入10～50份的过二硫酸钾的水溶液，过二硫酸钾水溶液的质量分数为0.1％～1.0％，当温度升至80℃时，持续搅拌8h，磁分离后，冷冻干燥12-24h，即得到环氧基磁性聚合物微球Fe3O4/P(GMA-AA-EGDMA)。本专利技术的目的之二是这样实现的：一种聚酰胺胺功能化磁性聚合物微球吸附剂的制备方法，制备方法如下：⑴取0.1～1份Fe3O4/P(GMA-AA-EGDMA)加入到75～85份甲醇中，25℃搅拌1～3h后，加入3～7份的乙二胺，在80℃下搅拌8h，磁分离，用75～85份甲醇对产物清洗3次，冷冻干燥即得到PAMAMG0-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)；⑵取0.1～0.5份PAMAMG0-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)加入到75～85份甲醇中，25℃搅拌1～3h后，加入3～7份丙烯酸甲酯，在80℃下搅拌8h，磁分离，用75～85份甲醇对产物清洗3～5次，得到PAMAMG0.5-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)；⑶取0.1～0.5份PAMAMG0.5-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)，加入到75～85份甲醇中，25℃搅拌1～3h后，加入3～7份的乙二胺，在80℃下搅拌8h，磁分离，用75～85份甲醇对产物清洗3～5次，冷冻干燥得到：PAMAMG1-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)；⑷取0.1～0.5份PAMAMG1-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)加入到75～85份甲醇中，25℃搅拌1h后，加入3～7份丙烯酸甲酯，在80℃下至少搅拌6～8h，磁分离后，用75～85份甲醇对产物清洗3～5次，冷冻干燥得到：PAMAMG1.5-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)；⑸取0.1～0.5份PAMAMG1.5-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)，加入到75～85份甲醇中，25℃搅拌1h后，加入3～7份的乙二胺，在80℃下搅拌6～8h，磁分离，用75～85份甲醇对产物清洗3～5次，冷冻干燥得到：PAMAMG2-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)；⑹取0.1～0.5份PAMAMG2-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)，加入到75～85份甲醇中，25℃搅拌1～3h后，加入3～7份丙烯酸甲酯，在80℃下搅拌6～8h，磁分离后，用75～85份甲醇对产物清洗3～5次，即得到PAMAMG2.5-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)；⑺取0.1～0.5份PAMAMG2.5-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)，加入到75～85份甲醇中，25℃搅拌1～3h后，加入3～7份的乙二胺，在80℃下搅拌8h，磁分离，用75～85份甲醇对产物清洗3～5次，冷冻干燥得到：PAMAMG3-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)。本专利技术的目的之三是这样实现的：采用上述聚酰胺胺功能化磁性聚合物微球吸附剂处理含铀废水的方法，先调节待处理的含铀废水的pH为2.5-6.0，然后加入吸附剂，震荡，吸附，其中含铀废水的浓度为50mg/L，含铀废水和吸附剂的比例为25mL：0.0025g，吸附温度为5℃-45℃，吸附时间为0.5h-24h，振荡速度为98r/min。所述调节pH值用1mol/L的HCl溶液、1mol/L的NaOH溶液和5mol/L的NaOH溶液调节溶液pH。所述pH优选5.0。所述温度优选25℃，吸附时间优选3h。本专利技术的有益效果(1)本专利技术制备的聚酰胺胺功能化的磁性聚合物微球吸附剂制备方法简捷、易操作、可重复使用，吸附结束后吸附剂还可通过外加磁场快速从体系中加以分离回收；(2)本专利技术制备的聚酰胺胺功能化的磁性聚合物微球吸附剂对含水溶液中铀离子的吸附量高，吸附速度快，能够有效地吸附并回收水溶液中的铀离子。具体实施方式下面结合具体实施例进一步阐述本专利技术。本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚酰胺胺功能化磁性聚合物微球吸附剂，其特征在于，其结构式为：PAMAMG3‑Fe3O4/(GMA‑AA‑EGDMA)，它包括由以下原料制备而成：环氧基磁性聚合物微球Fe3O4/P(GMA‑AA‑EGDMA)，乙二胺，丙烯酸甲酯。
【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺胺功能化磁性聚合物微球吸附剂，其特征在于，其结构式为：PAMAMG3-Fe3O4/（GMA-AA-EGDMA），它包括由以下质量份原料制备而成：环氧基磁性聚合物微球Fe3O4/P（GMA-AA-EGDMA）0.1~1份，乙二胺12~28份，丙烯酸甲酯9~21份；其中，环氧基磁性聚合物微球Fe3O4/P（GMA-AA-EGDMA）由以下制备方法制备而成：将1~5份的甲基丙烯酸缩水甘油酯、1~3份的二甲基丙烯酸乙二醇酯、0.5~5份的丙烯酸和30~100份的去离子水混合后加入反应瓶中；搅拌，加热至温度升为40~50℃时，向反应瓶中加入50~100份的经超声波分散的Fe3O4磁流体，Fe3O4占磁流体的质量份数为5.0%~10.0%，当温度升至60.0℃~70.0℃时，加入10~50份的过二硫酸钾的水溶液，过二硫酸钾占过二硫酸钾水溶液的质量份数为0.1%~1.0%，当温度升至80℃时，持续搅拌8h，磁分离后，冷冻干燥12-24h，即得到环氧基磁性聚合物微球Fe3O4/P（GMA-AA-EGDMA）。2.一种聚酰胺胺功能化磁性聚合物微球吸附剂的制备方法，其特征在于制备方法如下：⑴取0.1~1份Fe3O4/P（GMA-AA-EGDMA）加入到75~85份甲醇中，25℃搅拌1~3h后，加入3~7份的乙二胺，在80℃下搅拌8h，磁分离，用75~85份甲醇对产物清洗3次，冷冻干燥即得到PAMAMG0-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)；⑵取0.1~0.5份PAMAMG0-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)加入到75~85份甲醇中，25℃搅拌1~3h后，加入3~7份丙烯酸甲酯，在80℃下搅拌8h，磁分离，用75~85份甲醇对产物清洗3~5次，得到PAMAMG0.5-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)；⑶取0.1~0.5份PAMAMG0.5-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)，加入到75~85份甲醇中，25℃搅拌1~3h后，加入3~7份的乙二胺，在80℃下搅拌8h，磁分离，用75~85份甲醇对产物清洗3~5次，冷冻干燥得到：PAMAMG1-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)；⑷取0.1~0.5份PAMAMG1-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)加入到75~85份甲醇中，25℃搅拌1h后，加入3~7份丙烯酸甲酯，在80℃下至少搅拌6~8h，磁分离后，用75~85份甲醇对产物清洗3~5次，冷冻干燥得到：PAMAMG1.5-Fe3O4/(GMA-AA-EGDMA)；⑸取0.1~0.5份P...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁定重，张庆华，刘云海，王云，马建国，张志宾，廖世军，元利刚，陈翠，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：发明
国别省市：江西;36
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