一种含咪唑硫酮单元的聚氨酯及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种含咪唑硫酮单元的聚氨酯及其制备方法和应用。本发明专利技术的含咪唑硫酮单元的聚氨酯的结构式为：式中，R1为

【技术实现步骤摘要】
一种含咪唑硫酮单元的聚氨酯及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及金离子吸附剂
，具体涉及一种含咪唑硫酮单元的聚氨酯及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]金是一种金属元素，其具有优良的导电性、良好的延展性和出色的固有惰性，被广泛应用在电子设备、化学催化剂、生物医学等领域，发挥着不可替代的作用。众所周知，废弃电气电子设备中含有金元素，具有很高的回收利用价值，但由于铜、镍等大量干扰金属元素的存在，从电子废弃物中高选择性地回收金仍很困难。
[0003]湿法冶金具有精确、可预测、容易控制等优点，是最具应用前景的从电子废物中回收金的方法。湿法冶金需要先通过酸或碱将金从固体材料浸出，再通过吸附法、光催化法、离子交换法、萃取法或浮选法对浸出液中的金进行分离和纯化。吸附法具有环保、高效、低成本、易处理等优点，被认为是从溶液中回收Au
3+
最有效的方法。目前，吸附法常用的吸附剂主要包括活性炭、树脂、介孔吸附剂、天然生物吸附剂、COF等，这些吸附剂大都存在对Au
3+
的吸附能力较弱、选择性较差、生产成本较高、易造成污染环境等问题，均难以完全满足实际应用的需求。
[0004]因此，开发一种能够快速、高效、高选择性地吸附溶液中的Au
3+
的吸附剂具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种含咪唑硫酮单元的聚氨酯及其制备方法和应用。
[0006]本专利技术所采取的技术方案是：
[0007]一种含咪唑硫酮单元的聚氨酯，其结构式为：
[0008][0009]式中，R1为
‑
CH2CH2CH2CH2CH2CH2‑
或R2为
n取23～47的整数。
[0010]优选的，所述含咪唑硫酮单元的聚氨酯的数均分子量为15000g/mol～30000g/mol，官能度为23～47。
[0011]一种上述含咪唑硫酮单元的聚氨酯的制备方法包括以下步骤：
[0012]1)进行含咪唑单元的化合物与11
‑
溴
‑1‑
十一醇的反应，得到双官能度的咪唑鎓盐；
[0013]2)进行双官能度的咪唑鎓盐与硫的反应，得到咪唑硫酮；
[0014]3)进行咪唑硫酮与异氰酸酯的反应，即得含咪唑硫酮单元的聚氨酯。
[0015]优选的，一种上述含咪唑硫酮单元的聚氨酯的制备方法包括以下步骤：
[0016]1)将含咪唑单元的化合物、11
‑
溴
‑1‑
十一醇和碳酸钠分散在溶剂中，进行反应，再对反应产物进行分离和纯化，得到双官能度的咪唑鎓盐；
[0017]2)将双官能度的咪唑鎓盐、硫和碳酸钾分散在溶剂中，保护气氛中进行反应，再对反应产物进行分离和纯化，得到咪唑硫酮；
[0018]3)将咪唑硫酮、异氰酸酯和引发剂分散在溶剂中，进行反应，再对反应产物进行分离和干燥，即得含咪唑硫酮单元的聚氨酯。
[0019]优选的，步骤1)所述含咪唑单元的化合物为咪唑、苯并咪唑、中的一种。
[0020]优选的，步骤1)所述含咪唑单元的化合物、11
‑
溴
‑1‑
十一醇的摩尔比为1:3～4。
[0021]优选的，步骤1)所述含咪唑单元的化合物、碳酸钠的摩尔比为1:3～4。
[0022]优选的，步骤1)所述溶剂为乙腈、N,N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)、甲苯中的至少一种。
[0023]优选的，步骤1)所述反应在75℃～90℃下进行，反应时间为18h～24h。
[0024]优选的，步骤2)所述双官能度的咪唑鎓盐、硫的摩尔比为1:2～4。
[0025]优选的，步骤2)所述双官能度的咪唑鎓盐、碳酸钾的摩尔比为1:2～4。
[0026]优选的，步骤2)所述溶剂为甲醇。
[0027]优选的，步骤2)所述保护气氛为氮气气氛或氩气气氛。
[0028]优选的，步骤2)所述反应在70℃～80℃下进行，反应时间为12h～24h。
[0029]优选的，步骤3)所述异氰酸酯为1,6
‑
己二异氰酸酯、2,4
‑
甲苯二异氰酸酯中的一种。
[0030]优选的，步骤3)所述咪唑硫酮、异氰酸酯的摩尔比为1:1～2。
[0031]优选的，步骤3)所述引发剂为有机锡类催化剂。
[0032]进一步优选的，步骤3)所述引发剂为二月桂酸二丁基锡、异辛酸亚锡中的至少一种。
[0033]优选的，步骤3)所述溶剂为二氯甲烷(DCM)、四氢呋喃(THF)中的至少一种。
[0034]优选的，步骤3)所述反应在70℃～75℃下进行，反应时间为10h～16h。
[0035]一种从含金废水中选择性回收金的方法包括以下步骤：将含金废水的pH调节至1～7，再加入上述含咪唑硫酮单元的聚氨酯，进行搅拌，再进行离心和过滤。
[0036]本专利技术的含咪唑硫酮单元的聚氨酯吸附Au
3+
的作用原理：根据软硬酸碱理论，含咪唑硫酮单元的聚氨酯中的硫供体原子作为软碱，其对作为软酸的金原子具有很强的配位能力，可以实现对Au
3+
的高选择吸附。
[0037]本专利技术的有益效果是：本专利技术的含咪唑硫酮单元的聚氨酯能够快速、高效、高选择性地吸附溶液中的Au
3+
，可以用于从电子工业废水中回收金元素，且其制备过程简单、原料成本低廉，适合进行大规模推广应用。
附图说明
[0038]图1为实施例1中的HO
‑
Im
‑
OH、HO
‑
ImS
‑
OH和ImS
‑
HDI的核磁共振氢谱图。
[0039]图2为实施例1中的HO
‑
ImS
‑
OH的核磁共振碳谱图。
[0040]图3为实施例1中的HO
‑
ImS
‑
OH的电喷雾质谱图。
[0041]图4为本专利技术的含咪唑硫酮单元的聚氨酯吸附Au
3+
的原理图。
[0042]图5为实施例1～5的含咪唑硫酮单元的聚氨酯对Au
3+
的吸附效率测试结果图。
[0043]图6为不同剂量的ImS
‑
HDI对Au
3+
的吸附效率测试结果图。
[0044]图7为ImS
‑
HDI对电子废水中不同金属离子的吸附效率测试结果图。
具体实施方式
[0045]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的解释和说明。
[0046]实施例1：
[0047]一种含咪唑硫酮单元的聚氨酯，其制备方法包括以下步骤：
[0048]1)将2.2g的咪唑、20g的11
‑
溴
‑1‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含咪唑硫酮单元的聚氨酯，其特征在于，结构式为：式中，R1为
‑
CH2CH2CH2CH2CH2CH2‑
或R2为或n取23～47的整数。2.根据权利要求1所述的含咪唑硫酮单元的聚氨酯，其特征在于：所述含咪唑硫酮单元的聚氨酯的数均分子量为15000g/mol～30000g/mol，官能度为23～47。3.权利要求1或2所述的含咪唑硫酮单元的聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)进行含咪唑单元的化合物与11
‑
溴
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十一醇的反应，得到双官能度的咪唑鎓盐；2)进行双官能度的咪唑鎓盐与硫的反应，得到咪唑硫酮；3)进行咪唑硫酮与异氰酸酯的反应，即得含咪唑硫酮单元的聚氨酯。4.根据权利要求3所述的含咪唑硫酮单元的聚氨酯的制备方法，其特征在于：步骤1)所述含咪唑单元的化合物为咪唑、苯并咪唑、中的一种。5.根据权利要求3或4所述的含咪唑硫酮单元的聚氨酯的制备方法，其特征在于：步骤1)所述含咪唑单元的化合物、11
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【专利技术属性】
技术研发人员：季倩倩，刘一流，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：