一种新型螯合纤维PAN-BA、其制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种新型螯合纤维PAN

【技术实现步骤摘要】
一种新型螯合纤维PAN
‑
BA、其制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及新材料领域中的功能高分子的
，尤其涉及一种新型螯合纤维PAN
‑
BA、其制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]近年来基于镍的金属性特别弱这一特性，镀镍成为电镀工业中占比较大的镀种。由于化学镀生产工艺简单、节约能源而被大范围使用在电子、化工等工业领域当中。化学镀镍废水包括化学镀镍废液以及在对镀件清洗时所产生的清洗水。处理含镍废水的方法有化学沉淀法，氧化还原法，分离、吸附法及电化学法等。
[0003]但根据现有技术调研发现尽管各类重金属吸附材料种类繁多但是针对镍离子的高选择性吸附材料研究较少，而且镍离子的吸附量不尽人意，面对镍催化剂在产业化中的快速发展，高效的镍分离、吸附、回收材料的研发尤为重要。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术目的在于提供新型螯合纤维PAN
‑
BA。
[0005]为达上述目的，本专利技术提供根据下技术方案：一种新型螯合纤维PAN
‑
BA，所述螯合纤维PAN
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BA为聚丙烯腈基苯甲酰胺纤维，其结构式为：
[0006][0007]为解决上述技术问题，本专利技术目的在于提供螯合纤维PAN
‑
BA的制备方法。
[0008]为达上述目的，本专利技术提供根据下技术方案：一种螯合纤维PAN
‑
BA的制备方法，包括以下步骤，原料预处理：将聚丙烯腈纤维在氢氧化钠溶液中浸泡、溶胀12h以上，经去离子水清洗、抽滤后得到预处理纤维；螯合纤维制备：将制得的所述预处理纤维加至苯甲酰胺溶液中，在隔氧条件下于微波反应器中进行分阶段反应，反应结束后，将产物分别经无水乙醇、去离子水反复清洗，抽滤、烘干得所述螯合纤维PAN
‑
BA。
[0009]优选的，所述原料预处理中的所述氢氧化钠溶液浓度为20～30％(wt％)，所述氢氧化钠溶液与所述聚丙烯腈纤维原料的投料比为20～100mL：2g。
[0010]优选的，所述螯合纤维的制备中的所述苯甲酰胺溶液溶剂为去离子水，且所述去离子水与苯甲酰胺的投料比为30mL：0.5～3g，且所述隔氧条件为反应体系中通入氮气或者惰性气体。
[0011]优选的，所述微波反应器中的分阶段反应包括以下步骤，温度恒定条件下，设置功率为200W，反应温度60～80℃，反应时间为5～20min；温度恒定条件下，设置功率为600～800W，反应温度100～105℃，反应时间为40～60min。
[0012]为解决上述技术问题，本专利技术目的在于提供螯合纤维PAN
‑
BA的应用。
[0013]为达上述目的，本专利技术提供根据下技术方案：一种新型螯合纤维PAN
‑
BA的应用，包括所述的螯合纤维PAN
‑
BA，应用于选择性吸附Ni(Ⅱ)。
[0014]优选的，包括将所述螯合纤维PAN
‑
BA应用在镍的均相催化剂或负载型催化剂以及矿山废水、电镀废水体系中的Ni(Ⅱ)回收利用中。
[0015]优选的，被吸附的镍离子在2mol/L盐酸溶液体系中能够100％解吸。
[0016]优选的，进行重复循环10次吸附
‑
解吸实验后，所述螯合纤维PAN
‑
BA对镍离子的吸附量仍为首次吸附量的85％以上。
[0017]优选的，结合镍离子之后的结构式如下：
[0018][0019]本专利技术有益效果：通过基于成本低廉、比表面积大的高分子材料聚丙烯腈纤维作为支撑材料，对其中的氰基基团进行改性，以苯甲酰胺为配体，采用微波合成方法制备PAN
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BA螯合纤维，该PAN
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BA螯合纤维可以广泛应用在镍离子的分离吸附回收中。
附图说明
[0020]图1为所述PAN和所述PAN
‑
BA的红外光谱图；
[0021]图2为不同pH条件下PAN
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BA对Ni(Ⅱ)的吸附量(35℃，24h)示意图；
[0022]图3为不同温度下吸附时间对吸附量的影响关系图(pH＝4)示意图；
[0023]图4不同循环次数下的吸附率及洗脱率示意图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。应当说明的是，下述实施例中所使用的实验方法根据无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的材料、试剂等，根据无特殊说明，均可从商业途径可购得。
[0025]实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0026]实施例1
[0027]金属镍由于其质地坚硬且具有能够高度磨光、化学稳定性好、耐腐蚀等优点，被广
泛应用到金属表面修饰处理中。利用镍进行金属表面修饰处理过程中会产生大量的含镍废水，由于废水中含有的镍离子不能被环境中生物所降解或固化，故存在随着食物链而不断被富集的风险。由于镍是常见的致敏性金属，环境中不断累积的镍将对环境和人类产生严重的危害。因此，镍被我国列为典型重金属污染物，属于第一类污染物，在排放前必须进行严格的处理达到国家的排放标准后才能排放。现有的含镍废水常用处理方法有化学沉淀法、混凝法、吸附法、离子交换法、电解法和生物法等。其中，化学沉淀法由于操作流程简单、运行管理要求低，已被广泛推广到工业应用中。然而，单独的利用化学沉淀处理含镍废水的效果和效率均不能较好的达到生产的要求。
[0028]外围电子排布3d84s2，位于第四周期第
Ⅷ
族。化学性质较活泼，但比铁稳定。室温时在空气中难氧化，不易与浓硝酸反应。细镍丝可燃，加热时与卤素反应，在稀酸中缓慢溶解。能吸收相当数量氢气。
[0029]镍不溶于水，常温下在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜，能阻止本体金属继续氧化。在稀酸中可缓慢溶解，释放出氢气而产生绿色的正二价镍离子Ni
2+
；耐强碱。镍可以在纯氧中燃烧，发出耀眼白光。同样的，镍也可以在氯气和氟气中燃烧。对氧化剂溶液包括硝酸在内，均不发生反应。镍是一个中等强度的还原剂。镍盐酸、硫酸、有机酸和碱性溶液对镍的浸蚀极慢。镍在稀硝酸缓慢溶解。发烟硝酸能使镍表面钝化而具有抗腐蚀性。镍同铂、钯一样，钝化时能吸大量的氢，粒度越小，吸收量越大。镍的重要盐类为硫酸镍和氯化镍。实验室中也常用到硝酸镍，带有结晶水，化学式为Ni(NO3)2〃6H2O，绿色透明的颗粒，易吸收空气中的水蒸汽。与铁、钴相似，在常温下对水和空气都较稳定，能抗碱性腐蚀，故实验室中可以用镍坩埚熔融碱。硫酸镍(NiSO4)能与碱金属硫酸盐形成矾Ni(SO4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型螯合纤维PAN
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BA，其特征在于：所述螯合纤维PAN
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BA为聚丙烯腈基苯甲酰胺纤维，其结构式为：2.一种根据权利要求1所述螯合纤维PAN
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BA的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，原料预处理：将聚丙烯腈纤维在氢氧化钠溶液中浸泡、溶胀12h以上，经去离子水清洗、抽滤后得到预处理纤维；螯合纤维制备：将制得的所述预处理纤维加至苯甲酰胺溶液中，在隔氧条件下于微波反应器中进行分阶段反应，反应结束后，将产物分别经无水乙醇、去离子水反复清洗，抽滤、烘干得所述螯合纤维PAN
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BA。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述原料预处理中的所述氢氧化钠溶液浓度为20～30％(wt％)，所述氢氧化钠溶液与所述聚丙烯腈纤维原料的投料比为20～100mL：2g。4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：所述螯合纤维的制备中的所述苯甲酰胺溶液溶剂为去离子水，且所述去离子水与苯甲酰胺的投料比为30mL：0.5～3g，且所述隔氧条件为反应体系中通入氮气或者惰性气体。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述微波反应器中的分阶段反应包括以下步骤，温度恒定条件下，设置功率为200W，反...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷超，叶明立，孙娜波，
申请(专利权)人：浙江树人学院浙江树人大学，
类型：发明
国别省市：