一种8-羟基喹啉改性的聚丙烯腈纤维制备方法技术

一种８－羟基喹啉改性的聚丙烯腈纤维制备方法，具体的制备方法如下：（１）聚丙烯腈中空纤维同水合肼按１∶２０－１００的比例放入反应釜中，在６０－１００℃下反应２－１６小时；（２）反应（１）的产物同二乙烯三胺按１∶２０－８０的比例放入反应釜中，在８０－１００℃下反应２－１６小时；（３）反应（２）的产物与亚硝酸钠按１∶１－１０的比例混合，在醋酸介质中，－５－１０℃下反应１－４小时；（４）反应（３）的产物经过滤并用０℃的水洗涤后，与８－羟基喹啉的乙醇溶液按２∶１－４的比例反应１－１６小时即制成深棕色的８－羟基喹啉螯合聚丙烯腈纤维。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种螯合纤维的制备方法，具体地说，涉及一种8-羟基喹啉改性的聚丙烯腈纤维。8-羟基喹啉是一种性能很好的有机配体，它能与60多种金属离子在不同的条件下结合，同时它能将过渡元素、重金属元素与碱金属及碱土金属分离的性质也已经得到公认(R.A.Nickson etal.，Anal.Proc.，1995，Vol.32，387)。早在70年代，8-羟基喹啉就被J.A.Buono和R.W.Karin涂渍在玻璃珠上并用于微量金属元素的富集(Anal.Chim.Acta，1975，80，327)。1992年，Analytical Chimica Acta，Vol.258，PP.245上报导了B.Daih和H.Huang将8-羟基喹啉引入硅胶树脂并成功地用于海水体中Bi，Cd，Cu，In，Pb，Zn的富集的工作。同年，美国的Analytical Chemistry上也报了J.A.Resing等人的文章，他们将8-羟基喹啉引入乙烯聚合物，并用于富集海水中的Mn。以上工作的共同特点是研究者普遍采用了8-羟基喹啉这一非常好的有机配体，并进行了将其引入不同固定相的尝试与比较。他们的实验表明，涂渍在玻璃珠上的8-羟基喹啉极易脱落，而引入硅胶树脂的8-羟基喹啉虽有良好的机械性能，抗溶胀性和动力学性能，但其在碱性条件下极不稳定。引入乙烯聚合物的8-羟基喹啉在酸性条件下不稳定且其动力学性能较差。我们以前将8-羟基喹啉成功地固定在聚丙烯腈纤维膜上，并将其用于富集海水中的多种微量金属元素和痕量稀土元素(B.Wen etal.，Analyst，1999，124，621；B.Wenetal.，Intern.J.Environ.Anal.Chem.，2000，77(2)，95)。但受到聚丙烯腈中空纤维膜机械强度不高的限制，所制成的改性纤维膜螯合容量不是很高，同时纤维膜不易保存。为实现上述目的，本专利技术提供的一种8-羟基喹啉改性的聚丙烯腈纤维制备方法，其主要过程如下(1)聚丙烯腈中空纤维同水合肼按1∶20-100的比例放入反应釜中，在60-100℃下反应2-16小时。(2)反应(1)的产物同二乙烯三胺按1∶20-80的比例放入反应釜中，在80-100℃下反应2-16小时。(3)反应(2)的产物与亚硝酸钠按1∶1-10的比例混合，在醋酸介质中，-5-10℃下反应1-4小时。(4)反应(3)的产物经过滤并用0℃的水洗涤后，与8-羟基喹啉的乙醇溶液按2∶1-4的比例反应1-16小时即制成深棕色的8-羟基喹啉螯合聚丙烯腈纤维。这种8-羟基喹啉改性的聚丙烯腈的静态螯合容量为302.8μmol/g。其动力学性能较好，在酸性和碱性条件下都相当稳定。将其用于分离富集天然淡水、海水中的金属元素。对加拿大标准海水、淡水中的金属元素的分离富集测定结果与标准值相符。图4酸性溶液的浸泡对螯合纤维穿透曲线曲线的影响；图5碱性溶液的浸泡对螯合纤维穿透曲线曲线的影响；图6螯合纤维的使用次数对穿透曲线的影响。实施例2、将聚丙烯腈中空纤维同水合肼按1∶60的比例放入反应釜中，在60℃下反应16小时，制得产物(1)；将产物(1)同二乙烯三胺按1∶80的比例放入反应釜中，在100℃下反应2小时，得产物(2)；将产物(2)与亚硝酸钠按1∶10的比例混合，在醋酸介质中，10℃下反应1小时，得产物(3)；产物(3)经过滤并用0℃的水洗涤后，与8-羟基喹啉的乙醇溶液按2∶4的比例反应1小时即制成8-羟基喹啉螯合聚丙烯腈纤维。实施例3、将聚丙烯腈中空纤维同水合肼按1∶100的比例放入反应釜中，在60℃下反应8小时，制得产物(1)；将产物(1)同二乙烯三胺按1∶20的比例放入反应釜中，在80℃下反应16小时，得产物(2)；将产物(2)与亚硝酸钠按1∶5的比例混合，在醋酸介质中，5℃下反应4小时，得产物(3)；产物(3)经过滤并用0℃的水洗涤后，与8-羟基喹啉的乙醇溶液按2∶2的比例反应16小时即制成8-羟基喹啉螯合聚丙烯腈纤维。经下述测试例，可得知上述实施例制得的8-羟基喹啉螯合纤维的性能。测试例1、将0.1g 8-羟基喹啉螯合纤维填充成玻璃微柱。用小蠕动泵将pH 5.0的100ng/ml Cu(II)以5ml/min的速度引入玻璃微柱。用馏分接受器每3分钟接一次馏分，用等离子体质谱测定每一馏分中Cu(II)的含量。计算出此8-羟基喹啉螯合纤维玻璃微柱的吸附容量。结果见附图说明图1。测试例2、将0.1g 8-羟基喹啉螯合纤维填充成玻璃微柱。用小蠕动泵分别将不同pH值(3.0，5.0，8.0)的100ng/ml Cu(II)以5ml/min的速度引入玻璃微柱。用馏分接受器每3分钟接一次馏分，用等离子体质谱测定每一馏分中Cu(II)的含量。计算出此8-羟基喹啉螯合纤维玻璃微柱的吸附容量。结果见图2。测试例3、将0.1g 8-羟基喹啉螯合纤维填充成玻璃微柱。用小蠕动泵分别将pH 5.0的100ng/ml Cu(II)以不同5ml/min的速度(1，5，10ml/min)引入玻璃微柱。用馏分接受器每3分钟接一次馏分，用等离子体质谱测定每一馏分中Cu(II)的含量。计算出此8-羟基喹啉螯合纤维玻璃微柱的吸附容量。结果见图3。测试例4、将0.1g 8-羟基喹啉改性高分子纤维用1mol/l HCl-0.1mol/lHNO3分别处理2、48小时后，填充成玻璃微柱。用小蠕动泵将pH 5.0的100ng/ml Cu(II)以5ml/min的速度引入玻璃微柱。用馏分接受器每3分钟接一次馏分，用等离子体质谱测定每一馏分中Cu(II)的含量。计算出此8-羟基喹啉螯合纤维玻璃微柱的吸附容量。结果见图4。测试例5、将0.1g 8-羟基喹啉改性高分子纤维用1mol/l NaOH分别处理2、48小时后，填充成玻璃微柱。用小蠕动泵将pH 5.0的100ng/mlCu(II)以5ml/min的速度引入玻璃微柱。用馏分接受器每3分钟接一次馏分，用等离子体质谱测定每一馏分中Cu(II)的含量。计算出此8-羟基喹啉螯合纤维玻璃微柱的吸附容量。结果见图5。测试例6、三根0.1g 8-羟基喹啉螯合纤维填充成的玻璃微柱。一根未使用，一根使用10次，一根使用30次。分别用小蠕动泵将pH 5.0的100ng/ml Cu(II)以5ml/min的速度分别引入玻璃微柱。用馏分接受器每3分钟接一次馏分，用等离子体质谱测定每一馏分中Cu(II)的含量。计算出此8-羟基喹啉螯合纤维玻璃微柱的吸附容量。结果见图6。测试例7、将0.05g 8-羟基喹啉螯合纤维分别浸泡在pH 5.0的100μg/ml Cu，Be，Mn，Co，Ni，Zn，Pd，Cd，In，Pt，Pb溶液中振荡48小时后，用等离子体质谱仪测定溶液中Cu，Be，Mn，Co，Ni，Zn，Pd，Cd，In，Pt，Pb，Ag，Au的含量，计算出8-羟基喹啉改性高分子纤维膜的吸附容量。结果见表1。测试例8、将500ml加拿大海水标准样品CASS-4的pH值调至7.0后过0.1g 8-羟基喹啉螯合纤维玻璃柱，用5ml 0.1mol/l HNO3-1 mol/l HCl作洗脱液，测定洗脱液中微量金属元素的含量，结果见表2。测试例9、将1000ml加拿大海水标准样品NASS-5的pH值调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种８－羟基喹啉改性的聚丙烯腈纤维制备方法，其主要过程如下：（１）聚丙烯腈中空纤维同水合肼按１∶２０－１００的比例放入反应釜中，在６０－１００℃下反应２－１６小时；（２）步骤（１）得到的产物同二乙烯三胺按１∶２０－８０的比例放入反应 釜中，在８０－１００℃下反应２－１６小时；（３）步骤（２）得到的产物与亚硝酸钠按１∶１－１０的比例混合，在醋酸介质中，－５－１０℃下反应１－４小时；（４）步骤（３）得到的产物经过滤并用０℃的水洗涤后，与８－羟基喹啉的乙醇溶液按２∶１ －４的比例反应１－１６小时。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：温蓓，单孝全，张淑贞，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]