间苯二胺与磺化间苯二胺的共聚物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种间苯二胺与磺化间苯二胺的共聚物，其特征在于，间苯二胺与磺化间苯二胺的共聚物，其特征在于，组分包括间苯二胺与磺化间苯二胺。本发明专利技术还公开了一种制备间苯二胺与磺化间苯二胺的共聚物的方法。本发明专利技术中的间苯二胺与磺化间苯二胺的共聚物可用于重金属离子吸附剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。技术背景从20世纪30年代以来，工农业迅速发展，大量的污染物进入环境，引起了环境 质量严重恶化，尤其是重金属污染，有报道受重金属污染水源的汞、镉和铅浓度已经 分别达到8、 100、 190pg/L，中国有相当数量人口经受着使用受污染饮用水的危害。 研究和开发方法简单、费用低廉、适用范围广泛、使用寿命长的脱除毒性重金属技术， 不仅具有学术价值，而且有重大的社会意义。传统的重金属污染废水处理技术包括-化学法(化学沉淀法、氧化还原法、铁氧化法等)，离子树脂交换法，电解法，吸附 法，反渗透法，电渗析法，蒸发浓縮法，生物法等。他们各有优缺点，一 适用于不同的 条件。其中吸附法具有吸附量大、速度快、效率高、操作简单、可以循环利用等特点， 因此应用较为广泛。在吸附法中，吸附剂通过与金属离子之间发生离子交换、络合、 沉淀等作用完成对重金属离子的吸附。近些年来，吸附研究工作的重点是研究开发新 型高效的多功能重金属离子吸附剂，而那些具有大量自由氨基、亚氨基、巯基等功能 基团的聚合物往往更易引起研究者的关注。此外利用含有特殊官能团的物质对现有吸 附剂进行改性也是当前该领域研究的焦点。近些年来大量的科学研究发现带有磺酸基的芳香胺化合物是高分子合成中的一 类很好的共聚改性剂。例如，Wei等人引入入少量6-磺酸基-l-萘胺，通过改变单体配 比，在水溶液中合成了自掺杂的苯胺和6-磺酸基-l-萘胺共聚物，并且当单体配比高达 50/50时，成功制备了聚合物纳米管。将二苯胺磺酸钠和1，8-二萘胺单体溶于lmol/L 盐酸介质中共聚，可制得耐酸碱性和热稳定性极好的聚合物颗粒，产率达85%，当二 苯胺磺酸钠摩尔百分含量为30%时，所得产物微米粒子对银离子的吸附容量可达到最 高值2.0g/g,优于1，8-萘二胺的均聚物的吸附容量1.92g/g。利用2,4-二氨基苯磺酸钠 与苯胺进行共聚，当2种单体投入摩尔比为50/50时，原位获得的共聚,物PANSDB的 粒径最小可达到40nm，且共聚物纳米颗粒分布窄、自稳定性好，同时对铅离子表现 出良好的吸附性能。可见，磺酸基芳香胺单体对聚苯胺的优良改性效果。聚间苯二胺大分子呈现刚性梯形结构或网状结构，具有优异的热稳定性和耐溶剂性，是一种性能优异的吸附剂材料，其对200mg/L铅离子的吸附率可达89。/。，且利用 0.5mol/L硝酸溶液可以较好的使吸附剂再生并循环使用。对银、汞等重金属离子也有 相对较好的吸附性能。
技术实现思路
本专利技术根据现有技术中的不足，提供一种间苯二胺与磺化间苯二胺的共聚物。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现间苯二胺与磺化间苯二胺的共聚物，其特征在于，组分包括间苯二胺与磺化间苯 二胺。<formula>formula see original document page 5</formula>其中，所述的聚合物包括结构单元 H2N<formula>formula see original document page 5</formula>其中，X:其中，所述的聚合物分子结构式为 (x+y) = C10 99): 100。其中，所述的磺化间苯二胺选自2， 4-二氨基苯磺酸或其盐。本专利技术的另一个目的是提供一种制备间苯二胺与磺化间苯二胺的共聚物的方法， 其特征在于，由间苯二胺与磺化间苯二胺在氧化剂作用下聚合而成。其中，所述的聚合包括步骤，将间苯二胺的水溶液与磺化间苯二胺的水溶液混合 得混合溶液，再加入氧化剂水溶液，反应结束后，除去上层杂质溶液，剩余溶液干燥 后即得间苯二胺与磺化间苯二胺的共聚物。其中，所述的磺化间苯二胺选自2， 4-二氨基苯磺酸或其盐。其中，所述的氧化剂与间苯二胺的摩尔比为(0.5 3): 1。其中，所述的氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠。其中，以间苯二胺的摩尔数与磺化间苯二胺的摩尔数之和为基础计，加入的间苯 二胺的摩尔百分比为10 99%。其中，将混合溶液在0 4(TC下，加入氧化剂水溶液。其中，在间苯二胺的水溶液的温度与磺化间苯二胺的水溶液温度相同时将两者混合o其中，在氧化剂水溶液温度与混合溶液温度相同时，将氧化剂水溶液加入混合溶液中。其中，所述的除去上层杂质溶液是通过离心处理后，除去上层溶液，再加入去离 子水清洗，至上层溶液中无SOf离子。本专利技术中，PmPD是聚间苯二胺，mPD是间苯二胺，SDB是2， 4-二氨基苯磺酸， PwPDSDB是聚间苯二胺一2， 4-二氨基苯磺酸，PSDB是聚2， 4-二氨基苯磺酸。本专利技术的有益效果在众多的聚合物合成方法中，本专利技术中的化学氧化聚合法是 简单易行的方法，通常是将单体溶液置于水或酸液等介质中，加入氧化剂直接聚合。 对比乳液聚合法及分散法其突出的优点是无需外加任何乳化剂或者分散剂等添加剂。 本专利技术通过化学氧化法直接在中性水中制备了共聚物，所合成的共聚物具有产率高、 产量大、后处理方便等优点，表观产率最高可达到128%，高于在酸性水溶液中制得 的掺杂态聚苯胺。共聚物表现出良好的电性能，其电导率最高可达l.lOxl(T7 S/cm。 同时，此共聚物体系表现出优异的抗溶剂性，抗酸性及碱性水溶液，适宜用作吸附剂。 同时，此共聚物体系表现出优异的抗溶剂性，尤其是酸性及中性水溶液，满足用作吸 附剂的前提条件。通过引入适量SDB对PmPD进行改性，可大大提升其对重金属离子的吸附性能， 并且不同摩尔比的SDB的加入对共聚物吸附剂的改性效果也存在着差异。其中，SDB 摩尔含量为5%的共聚物对铅离子表现出良好的吸附性能，其对200mg/L的铅离子溶 液的吸附率较之未改性的PmPD均聚物的提高了 3%，更为可贵的是此共聚物对铅离 子的吸附速度极快，吸附平衡时间极短，只需3分钟，这将极大程度的节省铅离子废 水的处理时间。SDB摩尔含量为50moP/。的改性共聚物对汞离子表现f^非常优异的吸 附性能，其对4.91mmol/L的汞离子溶液吸附率可达98.2。/。，远远高于未改性均聚物， 其提升幅度高达6.3%。 SDB摩尔含量为70 mol。/。改性共聚物对铜离子表现出较好的 吸附性能，其对200mg/L的铜离子溶液吸附率比未改性均聚物的提高了 55% 。此外， 共聚物对低浓度重金属离子混合溶液表现出选择性吸附能力，其对汞离子的吸附能力 极强，对铜离子很弱。附图说明图1为实施例和对比实施例制备的共聚物的红外光普图； 图2为实施例和对比实施例制备的共聚物的紫外光普图； 图3为实施例和对比实施例制备的共聚物的X —射线衍射图；图4为实施例和对比实施例2制备的共聚物对铅离子的吸附效果图； 图5为实施例和对比实施例2制备的共聚物对荥离子的吸附效果图； 图6为实施例和对比实施例2制备的共聚物对铜离子的吸附效果图；图7为实施例和对比实施例2制备的共聚物数均粒径和多分散指数变化图。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术进一步说明。 实施例1分别称取0.018mol (2.05g)间苯二胺与0.002mol (0.21g) 2， 4-二氨基苯磺酸置 于200ml烧杯中，加入75ml蒸馏水得两种单体溶液，超声震荡使其充分溶解。将单 体溶液混合后置于30°C水浴中，平衡半小时。称取0.02m本文档来自技高网...

【技术保护点】
间苯二胺与磺化间苯二胺的共聚物，其特征在于，组分包括间苯二胺与磺化间苯二胺。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄美荣，鹿洪杰，李新贵，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]