一种选择性富集回收含钯废液中金属钯的方法技术

本发明专利技术公开了一种选择性富集回收含钯废液中金属钯的方法；该方法先以廉价的PVC或含PVC的废料作为支撑骨架，在碱性环境下通过亲核取代接枝咪唑功能基团，合成具有一定机械强度的咪唑基聚合物离子液体，再利用合成的咪唑基聚合物离子液体对含钯废液中的钯(II)进行吸附；该咪唑基聚合物离子液体对Pd(II)具有优异吸附性，同时其可以循环使用。本发明专利技术对含钯废液里贵金属钯进行富集回收的方法具有高选择性，同时经济可行、绿色环保。绿色环保。绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
一种选择性富集回收含钯废液中金属钯的方法


[0001]本专利技术属于贵金属处理回收利用领域，更具体的说，涉及一种选择性富集回收含钯废液中金属钯的方法。

技术介绍

[0002]钯是一种具有光泽、高耐腐蚀、高稳定性以及其他特殊性能的贵金属材料，被广泛应用于高级饰品、航空航天、医药、电子和各种化工过程等重要领域。钯的需求随着经济的显著增长而日益增加，然而自然资源中钯矿含量较少，且钯价格昂贵。而在各种工业活动中，部分钯进入溶剂和水体，形成含钯废液和含钯废水，因此从废液和废水中富集回收再利用钯对于解决钯资源短缺、降低生产成本等方面具有重大意义。
[0003]在处理含钯废液的方法中使用较多的有溶剂萃取法、化学氧化还原法、电化学法等，传统的溶剂萃取法可以有效的提取分离混合液中的钯，得到较高纯度产物，但反萃取也成为该技术的难点，限制了其工业应用。化学氧化还原法主要是在含重金属的废水中添加氧化剂或者是还原剂使其发生一系列氧化还原反应，变成难溶物被分离出来，但是在处理废水的过程中会产生大量的废渣，这些有毒有害的废渣也增加了后期处理成本。电化学法得到的产物纯度高但一方面能耗大，一方面在处理一段时间后电极钝化也使得处理效率变低。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中从废液中钯富集回用处理工艺的不足，本专利技术目的在于提供一种咪唑基聚合离子液体选择性富集回收含钯废液中金属钯的方法。本方法中采用改性咪唑基聚合离子液体回收含钯废液中金属钯，改性咪唑基聚合离子液体所用的原料聚氯乙烯PVC价格低廉，改性咪唑基聚合离子液体不具有水溶性，具有一定的机械强度，是一种选择性极佳的萃取剂，其用于富集回收金属钯效果好，能够实现对水溶液中低浓度钯的高选择性、高效率回收，在工厂含钯废液中贵金属钯回收利用领域具有较高潜在应用价值。
[0005]本专利技术以廉价的PVC(或含PVC的废料)作为支撑骨架，在碱性环境下通过亲核取代接枝咪唑功能基团，合成具有一定机械强度的聚合物离子液体，所合成的咪唑基改性聚合离子液体在低pH值条件下对含钯废液中金属进行吸附，对Pd(II)具有优异选择吸附性，且所合成的咪唑基聚合物离子液体可以循环使用。本专利技术的技术方案具体介绍如下。
[0006]一种选择性富集回收含钯废液中金属钯的方法，包括以下步骤：
[0007]1)将聚氯乙烯PVC颗粒或含聚氯乙烯PVC的废料颗粒和碱性催化剂加入到溶剂中搅拌均匀；
[0008]2)将咪唑类改性剂溶于溶剂中，得到咪唑类改性剂溶液；
[0009]3)将咪唑类改性剂溶液滴加至步骤1)得到的溶液中，加完后回流条件下反应；
[0010]4)反应结束后，将所得固体过滤，以去离子水洗涤至洗涤液为中性、真空干燥即得咪唑接枝PVC的改性聚合离子液体；
[0011]5)将含钯废液的pH调节到0.1
‑
3之间，加入咪唑接枝PVC的改性聚合离子液体，室温条件下对废液中贵金属钯进行吸附处理。
[0012]优选的，步骤1)中，碱性催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙或氢氧化镁中任一种或几种；聚氯乙烯PVC与碱性催化剂的摩尔比为3:1
‑
1:3，溶剂为乙腈，固液质量体积比为1:5～1:20g/mL；进一步优选的，步骤1)中，碱性催化剂为氢氧化钠，聚氯乙烯PVC与碱性催化剂的摩尔比为2:1
‑
1:2。
[0013]优选的，步骤2)中，咪唑类改性剂为1
‑
(3
‑
氨基丙基)咪唑，溶剂为乙腈，咪唑类改性剂和溶剂的质量体积比为1:1～1:5g/mL。
[0014]优选的，聚氯乙烯PVC与咪唑类改性剂的摩尔比为3:1
‑
1:2；进一步优选的，摩尔比为1:1
‑
1:1.6。
[0015]优选的，步骤3)中，回流反应时间为12
‑
72h；进一步优选的，为20
‑
60h。
[0016]优选的，步骤4)中，真空干燥的温度为20
‑
80℃，真空度为
‑
50kpa至
‑
100kpa；进一步优选的，真空干燥的温度为20
‑
40℃，真空度为
‑
60kpa至
‑
80kpa。
[0017]优选的，步骤5)中，含钯废液中钯的含量在10～500mg/L之间；进一步优选的，含钯废液中钯的含量在50～200mg/L之间，含钯废液的pH值在1.5
‑
2.5之间。
[0018]优选的，步骤5)中，咪唑接枝PVC的改性聚合离子液体和废液的质量体积比为1:2
‑
2:1g/L，反应时间为5min
‑
10h；进一步优选的，咪唑接枝PVC的改性聚合离子液体和废液的质量体积比为7:10
‑
3:2g/L，反应时间为5min
‑
3h。
[0019]以上，本专利技术基于一种咪唑基聚合离子液体对含钯废液里贵金属钯富集回收提供了一种经济可行、绿色环保、高选择性的方法；和现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0020]1)选取氯碱工业中所产生的廉价聚氯乙烯颗粒(PVC)作为原料，将咪唑通过简单的亲核取代反应接枝到PVC链上，合成了用于废液中金属富集回收的新型的功能化高分子聚合离子液体，成本较低；
[0021]2)本专利技术用于含钯废液中金属富集回收的功能化高分子聚合离子液体以疏水性固体形式存在，具有优良的机械强度、避免了一般小分子离子液体水溶性强的问题，咪唑基聚合物离子液体作为萃取剂可以循环再生利用，节能环保；
[0022]3)本专利技术的功能化高分子聚合离子液体用于含钯废液中金属钯富集回收时，在室温条件下5min就可以实现90％以上的吸附率，快速节能环保；
[0023]4)含钯废液中通常会含有铜、锌、铁、钙、钴等普通金属，本专利技术通过用酸调节废液的pH值，将含钯废液的pH调节到0.1
‑
3之间，实现对钯的高选择性吸附，不吸附其它金属。
附图说明
[0024]图1为本专利技术对应工厂废液中金属钯实际操作流程图。
[0025]图2为本专利技术的咪唑基改性聚合离子液体合成过程反应流程示意图。
[0026]图3为本专利技术的咪唑基改性聚合离子液体[PVC
‑
amino]Cl。
[0027]图4为本专利技术的咪唑基改性聚合离子液体[PVC
‑
amino]Cl和吸附产物[PVC
‑
amino]Cl
‑
Pd能谱图。
[0028]图5为本专利技术的原料(PVC)、咪唑基改性聚合离子液体[PVC
‑
amino]Cl和吸附产物[PVC
‑
amino]Cl
‑
Pd的SEM图；(a)、(b)所示分别为原料(PVC)、咪唑基改性聚合离子液体
[PVC
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种选择性富集回收含钯废液中金属钯的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将聚氯乙烯PVC颗粒或含聚氯乙烯PVC的废料颗粒和碱性催化剂加入到溶剂中搅拌均匀；2)将咪唑类改性剂溶于溶剂中，得到咪唑类改性剂溶液；3)将咪唑类改性剂溶液滴加至步骤1)得到的溶液中，加完后回流条件下反应；4)反应结束后，将所得固体过滤，以去离子水洗涤至洗涤液为中性、真空干燥即得咪唑接枝PVC的改性聚合离子液体；5)将含钯废液的pH调节到0.1
‑
3之间，加入咪唑接枝PVC的改性聚合离子液体，室温条件下对废液中贵金属钯进行吸附处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中，碱性催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙或氢氧化镁中任一种或几种；聚氯乙烯PVC与碱性催化剂的摩尔比为3:1
‑
1:3，溶剂为乙腈，固液质量体积比为1:5～1:20g/mL。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中，咪唑类改性剂为1
‑
(3
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞雪，朱培蓓，张承龙，顾卫华，马恩，
申请(专利权)人：上海第二工业大学，
类型：发明
国别省市：