一种水相中硼元素的高分子吸附剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水相中硼元素的高分子吸附剂的制备方法，包括：以苯胺为单体，采用原位聚合反应制备得到聚合物；将聚合物超声分散在1M的NaOH水溶液中浸泡过夜，过滤并采用1M的NaOH水溶液淋洗若干次，然后用去离子水冲洗，直到pH值为中性为止；与缩水甘油开环反应；在四氧化三铁纳米粒子存在的条件下，以苯乙烯为单体，采用原位聚合反应制备得到聚苯乙烯包覆四氧化三铁的纳米复合材料；进行氯甲基化反应，采用N

【技术实现步骤摘要】
一种水相中硼元素的高分子吸附剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及硼元素吸附剂
，具体涉及一种水相中硼元素的高分子吸附剂的制备方法。

技术介绍

[0002]硼及其化合物被广泛地应用于各个领域，例如在冶金工业领域，硼的化合物是优秀的助溶剂和添加剂；在农业方面，被添加进肥料、杀虫剂和除草剂；在医药工业，硼化物可以用来生产维生素和激素，硼酸也有消毒镇痛的功能；硼化物还可以作为肥皂的杀菌剂、防火纤维的阻燃材料、使搪瓷耐热耐磨性能得到提升、提高玻璃耐热性和透光性等等。除此之外随着硼化工的发展，硼的应用领域进一步得到拓展，玻璃、电子、精细硼化物、含硼新材料等行业逐渐兴起，硼在高新科技领域也得到了广泛的应用。但是，我国硼资源储量仅占全世界储量的6.8％，年进口量占消耗量的87％。然而，硼资源的分离富集难度大、成本高。
[0003]现有技术中富集硼的方法如浮选法、酸化沉淀法、溶剂萃取法等，需要加入大量药剂，硼资源的分离富集过程不环保，易对环境造成二次污染。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的问题，本专利技术提供了一种水相中硼元素的高分子吸附剂的制备方法，以常见的苯胺、苯乙烯为基体，制备得到一种具有多羟的高分子复合材料，其多羟基官能团可与硼化合物进行络合，对硼化合物具有良好吸附性能，在硼资源的分离富集过程不产生污染物，且吸附剂再生、回收率高，环保。
[0005]为实现本专利技术的目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种水相中硼元素的高分子吸附剂的制备方法，包括步骤如下：
[0007]S1：以苯胺为单体，采用原位聚合反应制备得到聚合物(聚苯胺)；
[0008]S2：对上述S1中得到的聚合物进行预处理，处理过程为将聚合物超声分散在1M的NaOH水溶液中浸泡过夜，过滤并采用1M的NaOH水溶液淋洗若干次，然后用去离子水冲洗，直到pH值为中性为止；
[0009]S3：将预处理后的聚合物与缩水甘油开环反应，得到缩水甘油改性聚苯胺吸附剂P1；
[0010]S4：在四氧化三铁纳米粒子存在的条件下，以苯乙烯为单体，采用原位聚合反应制备得到聚苯乙烯包覆四氧化三铁的纳米复合材料(聚苯乙烯/四氧化三铁复合材料)；
[0011]S5：对聚苯乙烯/四氧化三铁复合材料进行氯甲基化反应，制得氯甲基化聚苯乙烯/四氧化三铁，采用N
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甲基
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D
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葡糖胺与氯甲基反应，制备得到一种葡甲胺改性聚苯乙烯/四氧化三铁吸附剂P2。
[0012]优选的，所述的步骤S1的具体过程为：将苯胺单体超声分散在去离子水中，将反应体系冷却至0～5℃，然后搅拌并将(NH4)2S2O8固体粉末加入到上述体系中，之后加入高氯酸，然后恒温反应直到体系变成墨绿色为止，过滤并分别用去离子水、乙醇、N,N
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二甲基甲
酰胺洗涤若干次，直到洗涤液变的无色为止，收集得到的滤饼为聚合物(聚苯胺)。
[0013]优选的，所述的步骤S3的具体过程为：将预处理后的聚合物反复用N,N
‑
二甲基甲酰胺洗涤，直到无色为止，然后将其分散到N,N
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二甲基甲酰胺溶液中，搅拌并将缩水甘油逐滴滴加到上述体系中，85℃恒温反应8h，待反应结束，过滤并用去离子水反复洗涤，然后60℃真空干燥过夜得到缩水甘油改性聚苯胺吸附剂P1；
[0014]优选的，所述的步骤S4的具体过程为：将去离子水和乙醇按照体积比2:5放置在一个三口烧瓶中，然后加入十二烷基磺酸钠；然后向上述体系中加入四氧化三铁纳米粒子和苯乙烯单体，充分进行机械搅拌1h；然后加入过硫酸铵或过硫酸钾，上述体系在搅拌下70
±
5℃反应8h磁性分离，然后向体系中加入3M的稀盐酸，反复洗涤，将多余的四氧化三铁纳米粒子去掉，直到得到乳白色固体为止，然后采用磁性分离，得到聚苯乙烯/四氧化三铁的纳米复合材料。
[0015]优选的，所述的步骤S5的具体过程为：将聚苯乙烯/四氧化三铁的纳米复合材料分散在12M的盐酸中，然后加入甲醛、冰醋酸液体，然后将上述反应体系转移到带有聚四氟内衬的水热反应釜中，90℃恒温反应48h以上，待反应结束，取出反应釜，降温、开釜、过滤、洗涤、干燥得到氯甲基化聚苯乙烯/四氧化三铁的纳米复合材料，然后将该纳米复合材料分散到N,N
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二甲基甲酰胺溶液中，在搅拌下加入N
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甲基
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D
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葡糖胺粉末，85℃恒温反应8h,待反应结束，磁性分离，去离子水反复洗涤，60℃真空干燥过夜得到葡甲胺改性聚苯乙烯/四氧化三铁吸附剂P2。
[0016]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0017]该吸附剂(葡甲胺改性聚苯乙烯/四氧化三铁)能够有效的水相中的富集硼资源，还可应用于海水淡化利用，饮用水及灌溉谁除硼等领域，具有广阔应用前景，该吸附剂对硼选择性性吸附后，可使用酸进行洗脱重复使用，经济、高效、环保。其结构稳定、对硼选择性强、吸附洗脱效果好的硼特效络合吸附剂。
具体实施方式
[0018]下面将通过具体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：
[0019]实施例1：
[0020]将3mL苯胺单体超声分散在1000mL去离子水中，将反应体系冷却至0℃，然后在搅拌下将4g(NH4)2S2O8固体粉末迅速加入到上述体系中，之后加入25mL高氯酸，体系在搅拌下恒温反应10h。直到体系变成墨绿色为止。过滤，分别用去离子水、乙醇、N,N
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二甲基甲酰胺洗涤若干次，直到洗涤液变的无色为止，收集得到的滤饼为聚苯胺。将上述得到的聚苯胺超声分散在40mLNaOH水溶液(1M)中浸泡过夜，过滤，用300mLNaOH水溶液(1M)淋洗若干次，然后再用去离子水冲洗，直到pH值为中性为止。之后反复用N,N
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二甲基甲酰胺洗涤，直到无色为止，然后将其分散到N,N
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二甲基甲酰胺溶液中，体系在搅拌下加入10mL缩水甘油，逐滴滴加到上述体系中，85℃恒温反应8h。待反应结束，过滤、去离子水反复洗涤，60℃真空干燥过夜得到缩水甘油改性聚苯胺吸附剂P1。
[0021]将50mL去离子水和125mL乙醇混合在一个250mL三口烧瓶中，然后加入0.2g十二烷基磺酸钠。然后向上述体系中加入5最大粒径为100nm的四氧化三铁纳米粒子和10mL苯乙烯单体，充分进行机械搅拌1h。然后加入0.1g引发剂(过硫酸铵或过硫酸钾)，上述体系在搅拌
下70
±
5℃反应8h磁性分离得到褐色物质，然后向体系中加入稀盐酸(3M)，反复洗涤，将多余的四氧化三铁纳米粒子去掉，直到得到乳白色固体为止，然后采用磁性分离，即得到聚苯乙烯/四氧化三铁的纳米复合材料。将其分散在150mL浓盐酸(12M)中，然后加入40mL甲醛、20mL冰醋酸液体，然后将上述反应体系转移到带有聚四氟内衬的250mL水热反应釜中，90℃恒温反应4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水相中硼元素的高分子吸附剂的制备方法，其特征在于：包括步骤如下：S1：以苯胺为单体，采用原位聚合反应制备得到聚合物；S2：对上述S1中得到的聚合物进行预处理，处理过程为将聚合物超声分散在1M的NaOH水溶液中浸泡过夜，过滤并采用1M的NaOH水溶液淋洗若干次，然后用去离子水冲洗，直到pH值为中性为止；S3：将预处理后的聚合物与缩水甘油开环反应，得到缩水甘油改性聚苯胺吸附剂P1；S4：在四氧化三铁纳米粒子存在的条件下，以苯乙烯为单体，采用原位聚合反应制备得到聚苯乙烯包覆四氧化三铁的纳米复合材料；S5：对聚苯乙烯/四氧化三铁复合材料进行氯甲基化反应，制得氯甲基化聚苯乙烯/四氧化三铁，采用N
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甲基
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D
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葡糖胺与氯甲基反应，制备得到葡甲胺改性聚苯乙烯/四氧化三铁吸附剂P2。2.根据权利要求1所述的一种水相中硼元素的高分子吸附剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤S1的具体过程为：将苯胺单体超声分散在去离子水中，将反应体系冷却至0～5℃，然后搅拌并将(NH4)2S2O8固体粉末加入到上述体系中，之后加入高氯酸，然后恒温反应直到体系变成墨绿色为止，过滤并分别用去离子水、乙醇、N,N
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二甲基甲酰胺洗涤若干次，直到洗涤液变的无色为止，收集得到的滤饼为聚合物。3.根据权利要求1所述的一种水相中硼元素的高分子吸附剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤S3的具体过程为：将预处理后的聚合物反复用N,N
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二甲基甲酰胺洗涤，直到无色为止，然后将其分散到N,N
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【专利技术属性】
技术研发人员：关云山，张卫东，乐云龙，王生清，潘彤彤，吴申奥，马秀琴，
申请(专利权)人：青海大学，
类型：发明
国别省市：