【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于吸附分离材料，具体涉及一种聚磷酸酯稀土离子吸附剂及其制备方法及应用。
技术介绍
1、由于现行工艺浸矿不完全，遗留数量众多的离子型稀土废弃尾矿，浸矿尾液和淋滤水随雨水进入河沟溪水，产生大量低浓度稀土废水，不仅造成稀土资源的严重流失，还会带来环境污染以及危害人体健康。同时，稀土是不可再生资源，随着需求量持续增长和环保要求的不断提高，浸矿尾液和淋滤废水的综合回收利用得到了广泛关注和高度重视。从复杂低浓度稀土废水中选择性高效富集分离稀土元素，对于保持我国稀土经济和生态环境的可持续发展至关重要。
2、离子型稀土矿浸矿尾液和淋滤废水体系的特点是稀土离子浓度低(总浓度<100mg/l)，且含有多种的伴生离子，其中包括物理和化学性质与稀土离子相似的铝离子，以及矿石中常见的钠、钾、钙、镁离子，富集难度较高，亟需开发新的材料和相关技术来从低浓度废水中高效回收稀土元素。
3、目前用于低浓度稀土废水中提取稀土的方法主要有包括溶剂萃取法、沉淀法、膜分离法和吸附法。其中，吸附法具有吸附分离效率高，成本低，操作方便的优势，特别适用于低浓度稀土资源的分离回收。cn115927885a公开了一种利用磷酸改性高岭土，从稀土废液中回收稀土元素的方法，通过磷酸基高岭土上的磷酸根与稀土元素通过键合作用实现对稀土元素的选择性吸附，对稀土元素的吸附率能够达到90％以上。cn115894953a公开了一种由单宁酸和六氯三聚磷腈交联制备的磁性含磷多孔有机聚合物材料用于选择性分离回收稀土离子。
4、此外，现有吸附剂中普遍存在
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种聚磷酸酯稀土离子吸附剂及其制备方法及应用，本专利技术的聚磷酸酯稀土离子吸附剂对稀土离子具有高选择性，大吸附容量以及优异的解吸和循环性能。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供一种聚磷酸酯稀土离子吸附剂，所述聚磷酸酯稀土离子吸附剂包含磷酸酯功能基团的多孔有机聚合物，所述磷酸酯基具有式ⅰ、式ⅱ所示结构：
4、
5、其中r为苯环。
6、在本专利技术中，所述聚磷酸酯稀土离子吸附剂为由三氯氧磷单体和苯酚类单体形成的具有链状和网状的多孔有机聚合物。
7、本专利技术中，所述式ⅰ、式ⅱ中的p-o-r的形成来源于三氯氧磷和酚单体的取代反应。
8、本专利技术中，所述“酚类单体”是指对苯二酚、4,4’-联苯二酚、间苯三酚、1,3,5-三(4-羟基苯基)苯的任意一种。
9、优选地，所述苯酚类单体包括间苯三酚。
10、本专利技术中，通过选用三氯氧磷为原料与不同官能度的酚类单体交联，使得所述吸附剂形成富含中性或酸性磷酸酯基的聚合物，能够与稀土离子进行配位和离子交换，从而吸附稀土离子；而采用特定的磷酸酯基能够实现对稀土离子高选择性、高吸附容量且具有优异的解吸性能和循环性能。
11、优选地，所述稀土离子吸附剂的孔径为2-7nm，例如可以为2.2nm、2.4nm、2.6nm、2.8nm、3nm、3.2nm、3.4nm、3.6nm、3.8nm、4nm、4.2nm、4.4nm、4.6nm、4.8nm、5nm、5.2nm、5.4nm、5.6nm、5.8nm、6nm、6.2nm、6.4nm、6.6nm、6.8nm等。
12、本专利技术中，所述稀土离子吸附剂的孔径采用物理吸附仪进行表征。
13、第二方面，本专利技术提供一种根据第一方面所述的稀土离子吸附剂的制备方法，所述制备方法包括：
14、三氯氧磷单体和苯酚类单体在0℃碱性条件下进行反应，得到所述稀土离子吸附剂。
15、优选地，所述反应在催化剂存在下进行。
16、优选地，所述催化剂与三氯氧磷的摩尔比为(3-4)：1，例如可以为3.15:1、3.25:1、3.35:1、3.45：1、3.55:1、3.65:1、3.75:1、3.85:1、3.95:1、4:1等。
17、本专利技术中，所述催化剂与三氯氧磷在特定的摩尔比内，所述稀土离子吸附剂对稀土离子的选择性和吸附量最高，催化剂用量太低时，材料聚合困难，产率低，用量太高时，导致交联度过高，疏水性增强，不利于吸附质的扩散，造成吸附性能的大幅度下降。
18、优选地，所述催化剂包括无水三乙胺。
19、本专利技术中在三乙胺的催化下，所述三氯氧磷与间苯三酚进行取代反应，能够一步法合成磷酸酯交联型聚合物，弥补现有技术中萃取剂和吸附剂的不足，并兼具配位效应和离子交换效应，实现高选择性和高吸附量、快速的吸附速率以及优异的解吸循环性能，同时避免交联剂的使用，简化合成过程，降低成本。
20、优选地，所述反应在溶剂中进行。
21、优选地，所述溶剂包括二氯甲烷、乙腈。
22、本专利技术中，所述三氯氧磷初始浓度为0.4-1.2mol/l，例如可以为0.5mol/l、0.6mol/l、0.7mol/l、0.8mol/l、0.9mol/l、1mol/l或1.1mol/l。
23、优选地，所述反应在保护气氛存在下进行。
24、优选地，所述保护气氛包括氮气或者氩气。
25、优选地，所述反应包括聚合阶段和回流阶段。
26、优选地，所述聚合阶段反应温度为0℃。
27、优选地，所述聚合阶段反应时间为30-40min，例如可以为32min，34min，36min，38min。
28、优选地，所述回流阶段反应温度为80-90℃，例如可以为81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃。
29、优选地，所述回流阶段反应时间为15-24h，例如可以为16h、18h、20h、22h、24h等。
30、本专利技术中，所述反应后还包括抽滤、洗涤、索提和干燥的步骤。
31、优选地，所述洗涤包括依次采用盐酸、超纯水和甲醇进行洗涤的步骤。
32、优选地，所述盐酸的浓度为1-2mol/l，例如可以为1.2mol/l、1.4mol/l、1.6mol/l、1.8mol/l等。
33、优选地，所述采用盐酸洗涤的时间为1-2h，例如可以为1.2h、1.4h、1.6h、1.8h等。
34、优选地，所述采用超纯水洗涤滤液至中性。
35、优选地，所述采用甲醇洗涤至滤液变澄清。
36、优选地，所述采用甲醇洗涤后还包括进行索氏提取的步骤。
37、优选地，所述索氏提取的溶剂为四氢呋喃。
38、优选地，所述提取时间为20-24h，例如可以为21h、22h、23h、24h等。
39、本专利技术中，所述索氏提取的目的是除去残留的溶剂和催化剂以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚磷酸酯稀土离子吸附剂，其特征在于，所述聚磷酸酯稀土离子吸附剂包含磷酸酯功能基团的多孔有机聚合物，所述磷酸酯基具有式Ⅰ、式Ⅱ所示结构：
2.根据权利要求1所述的聚磷酸酯稀土离子吸附剂，其特征在于，所述聚磷酸酯稀土离子吸附剂为由三氯氧磷单体和苯酚类单体形成的具有链状和网状的多孔有机聚合物。
3.根据权利要求1或2所述的聚磷酸酯稀土离子吸附剂，其特征在于，所述稀土离子吸附剂的孔径为2-7nm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的聚磷酸酯稀土离子吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述反应在催化剂存在下进行；
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
7.根据权利要求1-3中任一项所述的稀土离子吸附剂在选择性吸附分离稀土离子中的应用。
8.一种稀土离子的吸附分离方法，其特征在于，所述吸附分离方法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的稀土离子的吸附分离方法，其特征在于，所述混合的
10.根据权利要求8或9所述的稀土离子的吸附分离方法，其特征在于，所述混合时间为20-25h；
...【技术特征摘要】
1.一种聚磷酸酯稀土离子吸附剂，其特征在于，所述聚磷酸酯稀土离子吸附剂包含磷酸酯功能基团的多孔有机聚合物，所述磷酸酯基具有式ⅰ、式ⅱ所示结构：
2.根据权利要求1所述的聚磷酸酯稀土离子吸附剂，其特征在于，所述聚磷酸酯稀土离子吸附剂为由三氯氧磷单体和苯酚类单体形成的具有链状和网状的多孔有机聚合物。
3.根据权利要求1或2所述的聚磷酸酯稀土离子吸附剂，其特征在于，所述稀土离子吸附剂的孔径为2-7nm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的聚磷酸酯稀土离子吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨良嵘，刘智乾，戎猛，邢慧芳，刘会洲，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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