【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料表面功能化技术及水处理领域。
技术介绍
1、随着工农业的迅猛发展，造成了严重的环境污染，尤其是水中重金属离子即使在低浓度下也具有很高的毒性，并且可在生物体中累积，从而引起一系列疾病。研究资料表明，过量的铜离子在人体内会引起血液中的血红蛋白变性，诱发一系列心血管疾病；铬离子会引起一些皮肤疾病，如湿疹和皮炎；镉离子会引起一系列疾病，如肾功能失调、尿蛋白症、肺炎、胃肠炎等，严重时还会引发癌症；砷离子会引起神经系统、呼吸系统、胃肠道系统等多个系统的损害。
2、吸附法可以根据污染水体类型和污染物种类的不同而合理的设计吸附材料，具有强大的灵活性。吸附材料主要通过能与重金属作用的极性基团结合重金属离子，常见的有羟基、氨基、羧基、磺酸基等活性基团。但由于水体中共存的各种重金属离子之间存在竞争作用，导致吸附性能下降，此外，在高盐浓度下，吸附材料对目标重金属吸附性能也受到极大影响，这些因素都限制了各种吸附材料在实际应用。针对这些问题，开发高容量吸附材料，引入具有强络合能力的广谱吸附基团，提高吸附材料对重金属离子的吸附能力，降低对盐的吸附，将有望解决上述问题。
3、氨羧络合剂是一类同时含有氨基和羧基的分子，能与大多数金属离子形成稳定的螯合物，其对重金属离子的络合常数显著高于水体中常见的盐类，可有效解决高盐体系中重金属离子的吸附。然而，目前的接枝方法都需要根据材料性质设计接枝方法，存在工艺复杂、耗时长、效率低等问题。
4、如何在基质材料中简便地引入高含量的氨羧络合剂，以高效地结合水中的重金属离子是本
技术实现思路
1、本专利技术人等针对现有技术中存在的问题进行了深入研究后发现，通过采用本专利技术的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，利用贻贝仿生涂层锚定的羟基/氨基聚合物链，借助表面接枝链向空间的伸展，显著提高吸附材料的羟基/氨基密度，再利用酰化反应引入氨羧络合剂，提高氨羧络合剂功能基团密度，从而提高吸附材料对重金属离子的吸附能力，解决了高盐体系中重金属离子吸附效率较低的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、[1]. 一种基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，其包括下述的氨羧络合剂基吸附材料的制备以及溶液中金属离子的吸附分离，
4、氨羧络合剂基吸附材料的制备包括下述的羟基/氨基功能化步骤和酰化步骤：
5、羟基/氨基功能化步骤：在加入有基体材料的水中，按照摩尔比1：0.1~10：0.1~10加入邻苯二酚、引发剂以及多元胺，在20~70℃反应0.5~3h在前述基体材料上形成涂层，然后加入0.1~10 m的水溶性环氧化合物、0.01~0.5 m的交联剂和0.1~2 m的碱，继续反应2~5h，制备得到羟基/氨基功能化材料；
6、酰化步骤：按照质量比1：1~8：1~4：1~8在有机溶剂中加入前述羟基/氨基功能化材料、氨羧络合剂、催化剂和酰化试剂，在50~120 ℃ 温度下反应6~24 h后，用蒸馏水洗净烘干，得到氨羧络合剂基吸附材料；
7、溶液中金属离子吸附分离：取一定量的前述氨羧络合剂基吸附材料，置于含金属离子的溶液中，调节溶液ph值，搅拌吸附溶液中的金属离子。
8、[2]. 根据[1]所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，所述引发剂为选自过硫酸钠、高碘酸钾、过硫酸铵、碘酸钾、溴酸钾中的至少一种。
9、[3]. 根据[1]所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，所述多元胺为选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、聚乙烯亚胺中的1种或2种以上。
10、[4]. 根据[1]所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，所述水溶性环氧化合物为选自双环氧化丁二烯、季戊四醇缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚中的至少一种。
11、[5]. 根据[1]所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，所述交联剂为选自1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳酰二亚胺、戊二醛、n-羟基琥珀酰亚胺中的1种或2种以上。
12、[6]. 根据[1]所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，所述碱为选自氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的1种或2种以上。
13、[7]. 根据[1]所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，所述氨羧络合剂为选自乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠盐、二亚乙基三胺五乙酸、环己烷四乙酸、乙二醇二乙醚二胺四乙酸、氮三乙酸中的1种或2种以上。
14、[8]. 根据[1]所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，所述有机溶剂为选自二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、丙酮、四氯化碳中的1种或2种以上；
15、所述的催化剂为选自浓硫酸、吡啶、对甲基苯磺酸、4-二甲氨基吡啶、氯化亚砜中的1种或2种以上；
16、所述酰化试剂为选自丙酸酐、乙酸酐、三氟乙酸酐、n，n′-羰基二咪唑、n、n′-二环己基碳二亚胺、n，n′-二异丙基碳二亚胺中的1种或2种以上。
17、[9]. 根据[1]所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，所述的基体材料为选自无纺布、海绵、纤维、硅球、树脂微球、纤维球中的任意一种。
18、专利技术效果
19、本专利技术的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，通过采用贻贝仿生锚定的表面接枝技术，在基体材料表面引入多羟基/氨基聚合物接枝链，提高了羟基/氨基官能团密度，然后通过羟基/氨基和氨羧络合剂中羧基的酰化反应，将氨羧络合剂结合到基体材料表面，由此提高了材料表面氨羧络合剂功能基团的密度，可显著提高吸附容量。该方法反应条件温和，操作简单，耗时短，便于工业化生产应用。本专利技术的氨羧络合剂功能化吸附材料通过采用前述的制备方法得到，表面羧基含量高达0.6mmol/g~10mmol/g，可显著提高吸附容量。
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1.一种基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，其特征在于，包括下述的氨羧络合剂基吸附材料的制备以及溶液中金属离子的吸附分离，
2.根据权利要求1所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，其特征在于，所述引发剂为选自过硫酸钠、高碘酸钾、过硫酸铵、碘酸钾、溴酸钾中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，其特征在于，所述多元胺为选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、聚乙烯亚胺中的1种或2种以上。
4.根据权利要求1所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，其特征在于，所述水溶性环氧化合物为选自双环氧化丁二烯、季戊四醇缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，其特征在于，所述交联剂为选自1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳酰二亚胺、戊二醛、N-羟基琥珀酰亚胺中的1种或2种以上。
6.根据权利要求1所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除
7.根据权利要求1所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，其特征在于，所述氨羧络合剂为选自乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠盐、二亚乙基三胺五乙酸、环己烷四乙酸、乙二醇二乙醚二胺四乙酸、氮三乙酸中的1种或2种以上。
8.根据权利要求1所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，其特征在于，所述有机溶剂为选自二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酮、四氯化碳中的1种或2种以上；
9.根据权利要求1所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，所述的基体材料为选自无纺布、海绵、纤维、硅球、树脂微球、纤维球中的任意一种。
...【技术特征摘要】
1.一种基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，其特征在于，包括下述的氨羧络合剂基吸附材料的制备以及溶液中金属离子的吸附分离，
2.根据权利要求1所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，其特征在于，所述引发剂为选自过硫酸钠、高碘酸钾、过硫酸铵、碘酸钾、溴酸钾中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，其特征在于，所述多元胺为选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、聚乙烯亚胺中的1种或2种以上。
4.根据权利要求1所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，其特征在于，所述水溶性环氧化合物为选自双环氧化丁二烯、季戊四醇缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的基于氨羧络合剂基吸附材料的金属离子去除方法，其特征在于，所述交联剂为选自1-乙基...
【专利技术属性】
技术研发人员：王会才，黄月，郭永贵，魏俊富，梁茂峰，孙建腾，高立超，陈莹，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：
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