一种选择性吸附回收贵金属离子的改性聚合物吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术提出一种选择性吸附回收贵金属离子的改性聚合物吸附剂及其制备方法，属于贵金属回收技术领域。所述方法包括如下步骤：1)将硫单质、多元胺基化合物、多元羰基化合物、负载基底混合，加入有机溶剂，得固液混合液；2)在保护气体气氛下，将上述固液混合液进行加热反应，得改性聚合物混合液；3)将上述改性聚合物混合液冷却至室温，洗涤，离心，烘干，得改性聚合物吸附剂；其中所述负载基底为多孔吸附材料。本发明专利技术制备的改性聚合物吸附剂，主要应用于选择性吸附贵金属离子，具有对贵金属离子的高选择性、高吸附容量、高吸附速率、性能稳定等效果。

【技术实现步骤摘要】
一种选择性吸附回收贵金属离子的改性聚合物吸附剂及其制备方法
本专利技术属于贵金属回收
，更具体地，涉及一种选择性吸附回收贵金属离子的改性聚合物吸附剂及其制备方法。
技术介绍
贵金属常被用于珠宝、催化、电子器械等领域，但其在自然环境中含量低，因此其回收和分离至关重要。目前，贵金属回收的主要来源为有色冶金和二次资源，例如，有色冶金废水中金等贵金属的含量在0-10mg/L左右，其巨大的排放量使其中的贵金属含量十分可观；二次资源中的电子垃圾更是被称为“沉睡的矿产”，例如一吨废弃的手机含金量超过270g。从废液中回收贵金属采用的方法包括溶剂萃取法、电沉积法、吸附法、离子交换法等。溶剂萃取法应用较为广泛，主要是利用溶剂萃取溶液中的贵金属离子，常用的含氧类萃取剂(如二丁基卡必醇)和含硫类萃取剂(如二正辛基硫醚)，主要缺点是过程复杂，需要大量有机溶剂。电沉积法运用电解的原理，采用直流电进行氧化还原反应，利用还原反应在阴极上析出贵金属，如金、银等，但对于贵金属含量较低，其他共存金属离子含量高的冶炼废液回收有一定的困难，选择性也不高。吸附法回收贵金属是采用一些多孔吸附材料(如活性炭)、无孔吸附材料(如壳聚糖)以及纳米吸附材料(如碳纳米管)等进行吸附金属离子，利用固液分离即可实现贵金属的回收，具有操作简单的特点。常用的吸附剂包括聚硫代酰胺线型聚合物吸附剂，然而，由于合成聚硫代酰胺线型聚合物的前体物的原料成本较高，大大提高其生产成本，使其不能广泛应用。且聚硫代酰胺聚合物的吸附剂吸附速率相对较低，导致处理时间较长。
技术实现思路
本专利技术提出一种选择性吸附回收贵金属离子的改性聚合物吸附剂及其制备方法，以解决聚硫代酰胺线型聚合物吸附剂的吸附速率低，以及前体物的合成成本高的问题。本专利技术提出一种选择性吸附回收贵金属离子的改性聚合物吸附剂的制备方法，包括如下步骤：1)将硫单质、多元胺基化合物、多元羰基化合物、负载基底混合，加入有机溶剂，得固液混合液；2)在保护气体气氛下，将上述固液混合液进行加热反应，得改性聚合物混合液；3)将上述改性聚合物混合液冷却至室温，洗涤，离心，烘干，得改性聚合物吸附剂；其中，所述负载基底为多孔吸附材料。进一步地，步骤1)中，多元羰基化合物中羰基摩尔数：多元胺基化合物中胺基摩尔数：硫单质中硫原子摩尔数的比例为(1～6):1:(1～6)。进一步地，步骤1)中，所述负载基底与硫单质的质量比为(0.5-10):1。进一步地，步骤1)中，所述多元胺基化合物含伯胺基或仲胺基；优选的，所述多元胺基化合物包括己二胺、哌嗪、对苯二胺、乙二胺、1,4-环己二胺、二甲基丙二胺、NN'-二乙基乙二胺、1,8-二氨基-3,6-二氧杂辛烷、4,4'-二氨基二苯醚、NN'-二乙基乙二胺、NN'-二乙基乙二胺、对苯二甲胺、1,3-二(4-哌啶基)丙烷、邻苯二乙胺中至少一种。进一步地，步骤1)中，所述多元羰基化合物含醛基或羧基；优选的，所述多元羰基化合物包括聚氨酯、对苯二甲醛、对甲基苯磺酸、间苯二甲酸、2,5-噻吩二甲醛、1H-吡咯-2,5-二甲醛、邻苯二甲醛、吡啶-2,6-二甲醛、1,4-二乙酰苯中至少一种。进一步地，步骤1)中，所述多孔吸附材料包括活性炭、硅藻土、碳纳米管、炭凝胶、活性碳纤维以及碳基复合材料中至少一种。进一步地，步骤1)中，所述有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮中至少一种；步骤1)中，所述多元羰基化合物在有机溶剂中的浓度为0.1-2mol/L。进一步地，步骤2)中，所述保护气体为氮气或惰性气体；步骤2)中，加热反应的温度为60℃-120℃；加热反应的时间为4-24h。进一步地，步骤3)中，所述离心的转速为5000-13000rpm；所述离心的时间为5-10分钟；步骤3)中，所述烘干的温度为20℃-50℃；步骤3)中，所述烘干采用真空干燥12小时以上。本专利技术还提出上述任一所述的方法制备得到的选择性吸附回收贵金属离子的改性聚合物吸附剂。本专利技术具有以下优势：本专利技术提出的选择性吸附回收贵金属离子的改性聚合物吸附剂的制备方法，添加多孔吸附材料作为负载基底，将硫单质、多元胺基化合物、多元羰基化合物在负载基底表面进行原位聚合，由于采用具有多孔结构的吸附材料作为负载基底，可显著提高吸附速率和吸附容量，使所得吸附剂具有负载稳定性强，吸附速率快，选择性强，吸附容量大的优异性能。并且，采用多孔吸附材料作为原料，其价格明显低于其他原料，降低了生产成本，便于工业化大批量生产，具有较好的应用前景。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例1所制备的改性聚合物吸附剂和对比例1聚合物吸附剂的扫描电镜图。图2是本专利技术实施例1所制备的不同活性炭与硫单质的质量比例的改性聚合物吸附剂的金吸附量曲线。图3是本专利技术实施例1所制备的改性聚合物吸附剂、对比例1聚合物吸附剂和单独用负载基底活性炭的金吸附量曲线。图4是本专利技术实施例1改性聚合物吸附剂竞争离子实验。图5是本专利技术实施例1改性聚合物吸附剂在不同pH下的金吸附量曲线。图6是本专利技术实施例1改性聚合物吸附剂吸附后1000℃灼烧4小时后的金颗粒。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术一实施例提出一种选择性吸附回收贵金属离子的改性聚合物吸附剂的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：1)将硫单质、多元胺基化合物、多元羰基化合物、负载基底混合，加入有机溶剂，得固液混合液；2)在保护气体气氛下，将上述固液混合液进行加热反应，得改性聚合物混合液；3)将上述改性聚合物混合液冷却至室温，洗涤，离心，烘干，得改性聚合物吸附剂；其中，所述负载基底为多孔吸附材料。本专利技术实施例提出的选择性吸附回收贵金属离子的改性聚合物吸附剂的制备方法，通过负载改性的方式，即采用多孔吸附材料作为负载基底，将硫单质、多元胺基化合物、多元羰基化合物在负载基底表面进行原位聚合，使得所得改性聚合物吸附剂比表面积大，吸附性强，对贵金属具有高选择性、高吸附速率和高吸附容量，并且，适宜pH范围宽，可完全热解。由于采用负载基底作为原料，明显降低了原料成本及生产成本，便于工业化大批量生产，具有较好的应用前景。具体而言，本专利技术实施例所得改性聚合物吸附剂，采用多孔吸附材料作为负载基底，与多元胺基化合物、多元羰基化合物在负载基底表面进行原位聚合，有效提高聚合反应效果，同时，多孔吸附材料表面的羧基或胺基等官能团也可参与聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种选择性吸附回收贵金属离子的改性聚合物吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n1)将硫单质、多元胺基化合物、多元羰基化合物、负载基底混合，加入有机溶剂，得固液混合液；/n2)在保护气体气氛下，将上述固液混合液进行加热反应，得改性聚合物混合液；/n3)将上述改性聚合物混合液冷却至室温，洗涤，离心，烘干，得改性聚合物吸附剂；/n其中，所述负载基底为多孔吸附材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种选择性吸附回收贵金属离子的改性聚合物吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将硫单质、多元胺基化合物、多元羰基化合物、负载基底混合，加入有机溶剂，得固液混合液；
2)在保护气体气氛下，将上述固液混合液进行加热反应，得改性聚合物混合液；
3)将上述改性聚合物混合液冷却至室温，洗涤，离心，烘干，得改性聚合物吸附剂；
其中，所述负载基底为多孔吸附材料。


2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
步骤1)中，多元羰基化合物中羰基摩尔数：多元胺基化合物中胺基摩尔数：硫单质中硫原子摩尔数的比例为(1～6):1:(1～6)。


3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
步骤1)中，所述负载基底与硫单质的质量比为(0.5-10):1。


4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
步骤1)中，所述多元胺基化合物含伯胺基或仲胺基；
优选的，所述多元胺基化合物包括己二胺、哌嗪、对苯二胺、乙二胺、1,4-环己二胺、二甲基丙二胺、NN'-二乙基乙二胺、1,8-二氨基-3,6-二氧杂辛烷、4,4'-二氨基二苯醚、NN'-二乙基乙二胺、NN'-二乙基乙二胺、对苯二甲胺、1,3-二(4-哌啶基)丙烷、邻苯二乙胺中至少一种。


5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
步骤1)中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰华春，赵文金，安晓强，苗时雨，张顺，刘会娟，曲久辉，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11