一种三维大孔偕胺肟化离子凝胶吸附剂的制备方法技术

本发明专利技术属于吸附分离功能材料制备技术领域，公开了一种三维大孔偕胺肟基水凝胶吸附剂的制备方法。本发明专利技术以偕胺肟单体为功能性单体，首先利用自然小分子α

【技术实现步骤摘要】
一种三维大孔偕胺肟化离子凝胶吸附剂的制备方法


[0001]本专利技术属于吸附分离功能材料制备
，涉及一种三维大孔偕胺肟化离子凝胶吸附剂的制备方法。

技术介绍

[0002]海洋中具有丰富的铀资源，近年来海水提铀课题已成为各国研究的热点，铀在海水中的总含量超过40亿吨，是陆地铀矿的近千倍。海水中铀含量与陆地上铀矿中的自然丰度相同。此外，海底岩石上还附着大量未溶于水的铀资源，约为海水中的1000倍，足够人类按目前的需求使用数千万年。目前海水中铀的提取过程相对于陆地铀矿的开采更为环境友好化，该过程能够在获取大量铀资源的同时对环境几乎没有污染。常见的海水提铀方法主要有：离子交换法、化学沉淀法、膜分离法、吸附法等。其中吸附法提取海水中的铀酰离子成为海水提铀的主要研究方向。吸附法操作简单，最易于实施，且成本较为低廉的方法。目前，具有凝胶吸附剂一般利用可逆非共价聚合中心点(即氢键作用、离子交联、疏水胶束)，以调整其机械性能和物理化学性质。然而，传统大孔凝胶网络结构很容易解体或崩溃，且体积和形状不稳定，极大的限制了后期表面修饰引入特异性功能基团。
[0003]因此，本工作采用进一步构筑三维大孔偕胺肟化离子凝胶吸附剂，最后特异性分离富集铀酰根离子。

技术实现思路

[0004]本工作以偕胺肟单体为功能性单体，利用自然小分子α
‑
硫辛酸(TA)在高温条件下自动开环聚合反应制得离子凝胶基质(poly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu))。随后利用铜离子氧化过氧化氢生成氧气在离子凝胶骨架内部反应并留下气体形成孔道，得到中间产物(ppoly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)，然后通过盐酸羟胺进一步还原得到了三维大孔偕胺肟基离子凝胶吸附剂(PAO
‑
ppoly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)，并用于选择性分离富集铀酰根离子。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种三维大孔偕胺肟化离子凝胶吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)铜离子基硫辛酸离子凝胶poly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)的制备：
[0008]将一定量的α
‑
硫辛酸70℃加热成为油状粘稠黄色液体作为预聚液，然后加入功能单体4
‑
氨基苯甲酰胺肟分子，70℃搅拌反应1～3h后，加入硫酸铜70℃继续聚合1～3h，将得到的黄色共混液冷却到室温下，蒸馏水洗涤，冷冻干燥，得到铜离子基硫辛酸离子凝胶poly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)；
[0009](2)三维大孔铜离子基硫辛酸离子凝胶ppoly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)的制备：
[0010]将步骤(1)得到的poly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)和CuSO4，加入到Tris
‑
HCl缓冲溶液中，搅拌直至硫酸铜完全溶解，加入双氧水，室温条件下聚合反应6h，大量的气泡生成并会在poly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)内部及其表面形成大量的孔道，得到三维大孔铜离子基硫辛酸离子凝胶ppoly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)，洗涤、冷冻干燥48h；
[0011](3)三维大孔偕胺肟化离子凝胶吸附剂PAO
‑
ppoly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)的制备：
[0012]将步骤(2)制备的ppoly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)，加入到盐酸羟胺溶液中，并用一定量的氢氧化钠水溶液调节pH到中性条件下，混合搅拌均匀后，在70℃条件下回流聚合反应5.0h后，得到PAO
‑
ppoly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)，蒸馏水洗涤，并冷冻干燥48h。
[0013]步骤(1)中，所述的α
‑
硫辛酸，4
‑
氨基苯甲酰胺肟，CuSO4的加入比例为(5
‑
15)g:(0.4
‑
0.6)g:(100
‑
200)mg。
[0014]步骤(2)中，所述的poly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu),CuSO4,Tris
‑
HCl缓冲溶液,H2O2的加入比例为(10
‑
20)g:(4
‑
6)mmol:(150
‑
250)mL:(15
‑
25)mmol。
[0015]步骤(2)中，所述Tris
‑
HCl缓冲溶液的pH＝8.5。
[0016]步骤(3)中，所述的ppoly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu),NH2OH
·
HCl，NaOH的加入比例为(1.0
‑
3.0)g:(0.1
‑
0.3)g:(0.3
‑
0.5)mol。
[0017]将本专利技术制备的三维大孔偕胺肟化离子凝胶吸附剂用于分离富集铀酰根离子的用途。
[0018]本专利技术的技术优点：
[0019]该产品制备带三维大孔偕胺肟化离子凝胶吸附剂，通过铜离子氧化双氧水的原理实现在离子凝胶内部气体成孔来制备三维大孔偕胺肟化离子凝胶吸附剂(PAO
‑
ppoly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)，并用于选择性分离富集铀酰根离子。该材料具有大孔结构，具有优良的化学性能和优良的传质动力学性能。
附图说明
[0020]图1为实施例1中制备的铜离子基硫辛酸离子凝胶(a)及其放大扫描图(d)，三维大孔铜离子基硫辛酸离子凝胶(b)及其放大扫描图(e)，三维大孔偕胺肟化离子凝胶吸附剂(c)以及放大的SEM图(f)；
[0021]图2为实施例1中制备的XPS的谱图；
[0022]图3为实施例1中制备的poly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu),ppoly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)和PAO
‑
ppoly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)的热重曲线图；
[0023]图4为实施例1中制备的poly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu),ppoly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)和PAO
‑
ppoly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)的XRD曲线图；
[0024]图5为实验例1中的三维大孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维大孔偕胺肟化离子凝胶吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)铜离子基硫辛酸离子凝胶poly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)的制备：将一定量的α
‑
硫辛酸加热成为油状粘稠黄色液体作为预聚液，然后加入功能单体4
‑
氨基苯甲酰胺肟分子，搅拌反应后，加入硫酸铜继续聚合，将得到的黄色共混液冷却到室温下，蒸馏水洗涤，冷冻干燥，得到铜离子基硫辛酸离子凝胶poly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)；(2)三维大孔铜离子基硫辛酸离子凝胶ppoly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)的制备：将步骤(1)得到的poly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)和CuSO4，加入到Tris
‑
HCl缓冲溶液中，搅拌直至硫酸铜完全溶解，加入双氧水，室温条件下聚合反应，得到三维大孔铜离子基硫辛酸离子凝胶ppoly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)，洗涤、冷冻干燥；(3)三维大孔偕胺肟化离子凝胶吸附剂PAO
‑
ppoly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)的制备：将步骤(2)制备的ppoly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)，加入到盐酸羟胺溶液中，并用一定量的氢氧化钠水溶液调节pH到中性条件下，混合搅拌均匀后，在一定温度下回流聚合反应后，得到PAO
‑
ppoly(TA
‑
Ps
‑1‑
Cu)，蒸馏水洗涤，并冷冻干燥。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的α
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树成，胡智，郭丹钊，于秋旺，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：