一种含吡啶基团的吸附聚合物的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种含吡啶基团的吸附聚合物的制备方法，该方法将2‑醛基‑6‑甲酸甲酯吡啶、甲醇、NaBH

【技术实现步骤摘要】
一种含吡啶基团的吸附聚合物的制备方法及应用
本专利技术涉及一种含吡啶基团的吸附聚合物的制备方法及应用，属于有毒污水的净化及环境保护工程

技术介绍
通常情况下，离子液体是一种由有机阳离子和有机或无机阴离子构成的，温度低于100℃的有机盐液体，通常也称室温离子液体，或室温熔盐，或离子熔液，或有机离子液体，简称离子液体。离子液体是因为阴、阳离子体积差异大，结构不对称，阴、阳离子之间静电引力小，离子在室温下能够自由移动而呈液态的。离子液体的产生最早可以追溯到1914年，P.Walden等制备出第一个室温下呈液态的有机盐---硝酸乙基胺[EtNH3]NO3，熔点12℃，这是最早的离子液体。1951年，Hurley等把N-烷基吡啶加入AlCl3中，加热这两种固体混合物时，发现其形成了清澈透明的液体，即现在所说的室温离子液体的雏型---氯铝酸盐离子液体。1992年，Wikes等将1，3-二烷基咪唑与四氟硼酸根、1，3-二烷基咪唑与六氟磷酸根反应，合成出了第二代离子液体1，3-二烷基咪唑四氟硼酸盐与1，3-二烷基咪唑六氟磷酸盐。此类离子液体与第一种离子液体相比，在空气中能稳定存在，截止到目前在很多领域都有应用。21世纪初期，第三类离子液体产生，阳离子为异喹啉类与阴离子含氟的离子液体合成，此类为功能化离子液体；功能化离子液体应用较广，应用于绿色化学、新型材料、催化化学、资源循环等领域。公开号为CN107349916A的申请，公开了一种磁性聚合物重金属离子吸附剂的制备方法，该方法采用改良化学沉淀法制备磁性纳米粒子，然后分别用γ-氯丙基三甲氧基硅烷和聚乙烯亚胺对其进行表面改性，得到聚乙烯亚胺改性磁性纳米粒子，最后将聚乙烯亚胺改性磁性纳米粒子和功能性单体进行共聚，制备具有多层级交联结构和多种吸附基团的磁性聚合物重金属离子吸附剂，但其制作过程繁杂，制作成本较高，现阶段难以得到大规模生产。公开号为CN107866204A的申请，公开了一种地聚合物重金属吸附剂的制备方法，以粉煤灰为主要原材料，加入偏高岭土，同时在制备过程中加入竹笋壳/改性淀粉复合材料，无机化学药剂Na2S和NaH2PO4以及2种有机化学药剂三巯基均三嗪三钠盐和二硫代氨基甲酸盐对聚合物进行改性，制备一种具有良好重金属去除能力的地聚合物重金属吸附剂；本专利技术制备工艺便捷，操作简单，原材料容易获取，制备的地聚合物对废水中的重金属具有优异的吸附效能，但对Cd（Ⅱ）处理效果不好。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种具有萃取性能高、易分离回收、可重复使用的含吡啶基团的吸附聚合物的制备方法，该方法利用吡啶基分子内具有较大的共轭体系、配位点和构型多样化的特点，将多个吡啶聚合形成聚合物，达到增加更多的配位基团的目的，使水中的Cd（Ⅱ）与聚合物发生反应并被吸附于聚合物中，本专利技术聚合物与水不相溶，能从水中分离回收，解析后循环使用。本专利技术含吡啶基团的吸附聚合物的制备方法如下：（1）原料为：2-醛基-6-甲酸甲酯吡啶5-8重量份、甲醇11-17重量份、NaBH46-9重量份、吡啶衍生物4-8重量份、Na2CO35-8重量份、CH3CN5-8重量份、HCl2-3重量份、含疏水阴离子盐6-10重量份；2-醛基-6-甲酸甲酯吡啶化学结构式如下：，该原料采用2,6-吡啶二羧酸为原料，通过常规方法制得。（2）H2bcpe合成将5-8重量份2-醛基-6-甲酸甲酯吡啶、9-12重量份甲醇、6-9重量份NaBH4放入反应器中，在40-75℃下回流反应6-12h，制得H2bcpe；（3）py-H2bcpe合成将步骤（1）反应产物加入到2-3重量份HCl中，然后加入4-8重量份的吡啶衍生物、5-8重量份Na2CO3、5-8重量份CH3CN，在搅拌、30-90℃下反应12-48h，制得py-H2bcpe；（4）将6-10重量份的疏水阴离子盐溶解在水中，然后将步骤（2）的反应产物添加到疏水阴离子盐水溶液中，在50-100℃、搅拌下反应12-48hh，冷却后，收集下层疏水产物，并在产物中加入去离子水洗涤，静置分层后，去除上层水相，干燥即得含吡啶基团的吸附聚合物。本专利技术另一目的是即将上述方法制得的含吡啶基团的吸附聚合物应用在吸附脱除重金属中，使用时将含吡啶基团的吸附聚合物放入pH为1~3的待处理废水中，震荡摇晃60-120min后，将吸附了重金属的下层含吡啶基团的吸附聚合物收集，完成重金属脱除；将收集的吸附了重金属的含吡啶基团的吸附聚合物置于pH＞3.5的水中解析，震荡解析3-5min后，将下层的含吡啶基团的吸附聚合物收集，循环使用。本专利技术吸收聚合物吸附作用包括静电作用、螯合作用，吡啶官能团增加了产物中正负离子的结合能；将多个吡啶聚合形成聚合物，该聚合体系能为Cd(Ⅱ)提供更多配位基团，且金属离子配位时会形成具有化学吸附作用的螯合环，生成螯合物、类螯合物，可以增加对金属离子的选择性、促进对Cd(Ⅱ)去除；吸附了重金属的聚合物可以通过改变pH将吸附的重金属从聚合物中解析出来（pH大于3.5时候解析），聚合物可以重复循环利用。本专利技术有益效果：（1）本专利技术方法可选择性处理污水中Cd（Ⅱ），达到较好的处理效果，实现污水中Cd（Ⅱ）的高效去除；（2）本专利技术将离子液体和吸附剂特点相结合，拥有离子液体可设计性和胶体吸附剂吸附性能强的特点；（3）本专利技术利用吡啶基分子内具有较大的共轭体系，配位点和构型多样化，将多个吡啶聚合形成聚合物，达到增加更多的配位基团与水中的Cd（Ⅱ）发生反应被萃取于离子液体聚合物中；（4）本专利技术中产品萃取水中Cd（Ⅱ）完成后随温度降低萃取相和水分离，分离简单、方便；（5）本专利技术合成出的共聚物有萃取性好、易与反应物分离、使用方便等优点，是传统挥发性溶剂以及催化剂的理想替代品，在化工催化方面有着广泛应用。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术保护范围不局限于所述内容。实施例1:（1）将5重量份2-醛基-6-甲酸甲酯吡啶、11重量份甲醇、6重量份NaBH4放入反应器中，在40℃下回流反应10h，制得H2bcpe；（2）将步骤（1）反应产物加入到2重量份HCl中，然后加入4重量份的2-溴甲基吡啶、5重量份Na2CO3、5重量份CH3CN，在600r/min、40℃下反应24h，制得py-H2bcpe；（3）将6重量份的四氟硼酸盐溶解在装有水反应釜中，然后将步骤（2）的反应产物添加到四氟硼酸盐水溶液中，将反应釜加热至55℃，在600/min下搅拌反应12h后，冷却，过滤，收集下层疏水产物，并在产物中加入去离子水洗涤，静置分层后，去除上层水相，100℃下干燥即得含吡啶基团的吸附聚合物，产率为23%；将含吡啶基团的吸附聚合物与pH=3、浓度100mg/L的Cd（Ⅱ）水溶液按体积比1:5的比例混合，震荡反应120min后，将吸附了重金属的下层含吡啶基团的吸附聚合物及络合物收集，完成重金属脱除，聚合物对Cd（Ⅱ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含吡啶基团的吸附聚合物的制备方法，其特征在于，步骤如下：/n（1）H

【技术特征摘要】
1.一种含吡啶基团的吸附聚合物的制备方法，其特征在于，步骤如下：
（1）H2bcpe合成
将5-8重量份2-醛基-6-甲酸甲酯吡啶、11-17重量份甲醇、6-9重量份NaBH4放入反应器中，在40-75℃下回流反应6-12h，制得H2bcpe；
（2）py-H2bcpe合成
将步骤（1）反应产物加入到2-3份浓盐酸中，然后加入4-8重量份的吡啶衍生物、5-8重量份Na2CO3、5-8重量份CH3CN，在搅拌、30-90℃下反应12-48h，制得py-H2bcpe；
（3）将6-10重量份的疏水阴离子盐溶解在水中，然后将步骤（2）的反应产物添加到疏水阴离子盐水溶液中，在50-100℃、搅拌下反应12-48h，冷却后，收集下层疏水产物，并在产物中加入去离子水洗涤，静置分层后，去除上层水相，干燥即得含吡啶基团的吸附聚合物。


2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军燕，李自赢，瞿广飞，解若松，王芳，王晨朋，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53