一种利用CO制造技术

一种利用CO

A kind of CO utilization

【技术实现步骤摘要】
一种利用CO2为乳液模板制备偕胺肟功能化中空多孔聚合物微球的方法
本专利技术属于吸附分离功能材料制备
，具体涉及一种CO2做为乳液模板制备偕胺肟功能化中空多孔吸附剂的方法。
技术介绍
由于在核工业中的特殊用途，天然存在的铀资源已成为核工业的战略性资源。已探明的铀资源主要以六价铀形式(U(VI))存在于海水中，约为45亿顿，也就是说海水是铀资源的潜在来源。由于从海水中大量提取铀相对困难，严重限制了它的广泛应用。此外，由于其铀的放射性和化学毒性，海水中存在的铀不仅对人类和环境均有害，而且很危险。因此，从海水中提取铀不仅具有经济价值，更富有环境保护和科学发展意义。已有的从海水中提取U(VI)的方法有很多种，例如电渗析法，萃取法，化学沉淀法，有机-无机离子交换法，和吸附分离法，等等。作为一种成熟的技术，具有吸附效率高、制备成本低、二次污染的产生量低且操作简单等优点的吸附法已被广泛用于从海水中提取铀。但是，从海水中提铀一直面临着巨大的挑战，包括浓度低(约3.3ppb)，大量竞争离子的存在以及复杂的化学和生物环境等。为了有效地从海水中提取U(VI)，迫切需要开发一种环境友好，高选择性和高效的吸附剂。用于离子提取的吸附剂有多种类型，其中中空多孔吸附剂(HPS)因其密度低，结构明确，承载能力强而广受关注。Pickering乳液模板法是制备中空多孔吸附剂的最常用方法之一。偕胺肟基团由于其特有的空间构型，可以与U(VI)通过配位而达到选择性吸附的效果。利用这一原理，可以通过在材料表面修饰偕胺肟基团来赋予其选择性吸附U(VI)的能力。使用传统的Pickering乳液模板法通常会存在内相洗脱过程复杂且有机溶剂的使用会带来严重的环境问题、对尺寸的控制受到限制、尺寸较大等不足。功能单体直接参与聚合，会导致有大量功能位点位于聚合物内部，不仅传质速率慢，而且一部分功能位点因无法参与反应而造成不必要的损失。为了避免以上不足，有必要研究一种新材料，应用于选择性提铀。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于克服现有Pickering乳液模板法制备时的内相难以洗脱，结构不易控制等问题，提供一种偕胺肟功能化水包气乳液模板法制备中空多孔吸附剂的方法，以偕胺肟基团为选择性配体，以密胺树脂为基底，制备了一种表面接枝偕胺肟官能团的中空多孔吸附剂(MF-AO-HPS)。为达到上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：(1)二氧化硅纳米粒子的制备；将一定量正硅酸四乙酯(TEOS)添加到乙醇中，水浴加热升温后，滴加一定量的NH3·H2O和水的混合溶液；然后将形成的混合溶液在磁力搅拌下反应一段时间；反应完成后，离心收集产物，分别用去离子水和乙醇洗涤三遍，干燥后即可获得二氧化硅纳米粒子；(2)中空多孔密胺树脂的制备；将步骤(1)得到的二氧化硅纳米粒子分散在去离子水中，得到二氧化硅水分散液；然后，在一定温度条件下，将三聚氰胺添加到甲醛溶液和戊二醛溶液的混合溶液中，调节混合溶液的pH，进行搅拌，在溶液从乳白色变为澄清后继续反应一段时间；反应后，在搅拌的条件下加入二氧化硅水分散液进行反应；反应后冷却至一定温度，再次调节pH后进行反应，反应后在水浴条件下进行聚合反应，最后，通过离心收集产物，并用去离子水和乙醇进行洗涤、干燥得到粉末样品；将粉末样品加入氢氟酸溶液中进行刻蚀，离心后收集产物再用去离子水和乙醇洗涤，再次离心收集产物，经干燥后得到中空多孔密胺树脂，记为MF-HP；(3)将步骤(2)制备的MF-HP和多乙烯多胺(PEA)分散在乙醇中得到混合溶液A，然后超声处理，将混合溶液A在磁力搅拌下置于水浴条件下进行反应；反应后离心，得到的产物用乙醇进行洗涤，再次进行离心收集产物即得到表面接枝氨基的中空多孔密胺树脂聚合物微球，记为MF-NH2-HP；再将MF-NH2-HP、戊二醛加入乙醇中得到混合溶液B，然后将混合溶液B在磁力搅拌下置于水浴条件下进行反应；反应结束后，将产物分别用去离子水和乙醇洗涤，离心收集得到表面接枝醛基的中空多孔密胺树脂聚合物微球，记为MF-CHO-HP；(4)取步骤(3)制备的MF-CHO-HP和二氨基马来腈(DAMN)悬浮在40-60mL乙醇E中得到混合溶液C，然后超声处理，将混合溶液C在磁力搅拌下置于水浴条件下进行反应；反应后进行离心，得到表面接枝腈基的中空多孔密胺树脂，记为MF-CN-HP；最后，将乙醇F加入去离子水中得到乙醇水的混合液，在混合液中加入MF-CN-HP和盐酸羟胺，调节pH后置于水浴条件下进行反应；反应后离心收集产物，经去离子水和乙醇洗涤、干燥，得到偕胺肟功能化中空多孔密胺树脂微球，记为MF-AO-HPS。利用与步骤(3)相同的方法，区别是将MF-CHO-HP替换为MF-HP，获得另一种不接枝PEA的吸附剂，记为MF-nPEA-AO-HPS。优选的，步骤(1)中所述正硅酸四乙酯、乙醇、NH3·H2O和水的用量比为8.0-10g：170-190mL：9.0-11mL：9.0-10g，反应温度为30-40℃，反应时间为2.0-4.0h。优选的，步骤(2)中所述一定温度条件为80～90℃。优选的，步骤(2)中所述三聚氰胺，甲醛和戊二醛混合溶液和二氧化硅分散液的用量比为1.0-2.0g:2.0-4.0mL:5.0-15mL；所述甲醛溶液的体积分数为37％，戊二醛溶液的体积分数为25％；所述二氧化硅水分散液的浓度为10wt％。优选的，步骤(2)中所述pH调节是使用Na2CO3溶液将pH调节至9.0-10.0；所述Na2CO3溶液的浓度为2.0M。优选的，步骤(2)中所述搅拌的条件为1200-1600rpm；所述继续反应一段时间为3.0-5.0min；所述加入二氧化硅水分散液进行反应的时间为10-30min。优选的，步骤(2)中所述冷却至一定温度为30-50℃；所述再次调节pH的操作为：滴加浓度为2.0MHCl将pH调节至5.0-6.0；所述再次调节pH后进行反应的时间为10-30min。优选的，步骤(2)中所述水浴的温度为30-50℃；所述聚合反应的时间为3.0-5.0h；所述氢氟酸溶液的体积浓度为2％；所述干燥的温度均为60-80℃。优选的，步骤(3)中所述MF-HP、多乙烯多胺和乙醇的用量比为0.3-0.5mg:3.0-5.0g：40-60mL。优选的，步骤(3)中所述超声处理的时间为5.0-10min；所述混合溶液A水浴的温度为30-40℃，反应时间为8.0-16h。优选的，步骤(3)中所述MF-NH2-HP、戊二醛和乙醇的用量比为0.2-0.4mg：8.0-12mL：30-50mL；所述戊二醛的体积分数为25％。优选的，步骤(3)中所述混合溶液B水浴的温度为20-30℃，反应时间为8.0-16h。优选的，步骤(4)中所述MF-CHO-HP、二氨基马来腈和乙醇E的用量比为0.2-0.6mg:0.4-1.2mg：40-60mL。优选的，步骤(4)中所述混合溶液C超声处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用CO

【技术特征摘要】
1.一种利用CO2为乳液模板制备偕胺肟功能化中空多孔聚合物微球的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)二氧化硅纳米粒子的制备；
(2)将步骤(1)得到的二氧化硅纳米粒子分散在去离子水中，得到二氧化硅水分散液；然后，在一定温度条件下，将三聚氰胺添加到甲醛溶液和戊二醛溶液的混合溶液中，调节混合溶液的pH，进行搅拌，在溶液从乳白色变为澄清后继续反应一段时间；反应后，在搅拌的条件下加入二氧化硅水分散液进行反应；反应后冷却至一定温度，再次调节pH后进行反应，反应后在水浴条件下进行聚合反应，最后，通过离心收集产物，并用去离子水和乙醇进行洗涤、干燥得到粉末样品；将粉末样品加入氢氟酸溶液中进行刻蚀，离心后收集产物再用去离子水和乙醇洗涤，再次离心收集产物，经干燥后得到中空多孔密胺树脂，记为MF-HP；
(3)将步骤(2)制备的MF-HP和多乙烯多胺分散在乙醇中，得到混合溶液A，然后超声处理，将混合溶液A在磁力搅拌下置于水浴条件下进行反应；反应后离心，得到的产物用乙醇进行洗涤，再次进行离心收集产物即得到表面接枝氨基的中空多孔密胺树脂聚合物微球，记为MF-NH2-HP；再将MF-NH2-HP、戊二醛加入乙醇中得到混合溶液B，然后将混合溶液B在磁力搅拌下置于水浴条件下进行反应；反应结束后，将产物分别用去离子水和乙醇洗涤，经离心后得到表面接枝醛基的中空多孔密胺树脂聚合物微球，记为MF-CHO-HP；
(4)取步骤(3)制备的MF-CHO-HP和二氨基马来腈悬浮在乙醇E中，得到混合溶液C，然后超声处理，将混合溶液C在磁力搅拌下置于水浴条件下进行反应；反应后进行离心，得到表面接枝腈基的中空多孔密胺树脂，记为MF-CN-HP；最后，将乙醇F加入去离子水中得到乙醇和水的混合液，再加入MF-CN-HP和盐酸羟胺，调节pH后置于水浴条件下进行反应；反应后离心收集产物，经去离子水和乙醇洗涤、干燥，得到偕胺肟功能化中空多孔密胺树脂微球，记为MF-AO-HPS。


2.根据权利要求1所述的一种利用CO2为乳液模板制备偕胺肟功能化中空多孔聚合物微球的方法，其特征在于，步骤(2)中所述一定温度条件为80～90℃；所述三聚氰胺，甲醛和戊二醛混合溶液和二氧化硅分散液的用量比为1.0-2.0g:2.0-4.0mL:5.0-15mL；所述甲醛溶液的体积分数为37％，戊二醛溶液的体积分数为25％；所述二氧化硅水分散液的浓度为10wt％。


3.根据权利要求1所述的一种利用CO2为乳液模板制备偕胺肟功能化中空多孔聚合物微球的方法，其特征在于，步骤(2)中所述pH调节是使用Na2CO3溶液将pH调节至9.0-10.0；所述Na2CO3溶液的浓度为2.0M；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：白雪，潘建明，刘金鑫，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32