本發(fā)明屬于復(fù)合材料，具體涉及一種醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、貴金屬因其有著良好的物理和化學(xué)性能被廣泛應(yīng)用，但是儲量較少，因此人們常從二次資源中回收貴金屬?；厥召F金屬的常用方法包括膜分離法、電化學(xué)法、離子交換法和吸附法。其中，吸附法操作簡單，能夠高效去除低濃度貴金屬，尤其是有機高分子材料吸附劑，因其成本低、制備和操作簡單以及機理分析清晰而被廣泛應(yīng)用。

2、聚乙烯亞胺(pei)作為富含n原子的高分子聚合物，具有很多側(cè)鏈胺基，可以為金屬的附著提供大量的吸附位點，具有吸附率快、沸點低以及易脫附降解等優(yōu)點，但是聚乙烯亞胺作為吸附劑在溶液中不穩(wěn)定，并且對金屬離子的吸附容量偏低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明提供的醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺穩(wěn)定性好，吸附容量高。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺，結(jié)構(gòu)單元如式a所示：

4、

5、式a中，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8和r9獨立地為-h或-oh；n為1～140。

6、優(yōu)選的，所述醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺包括三醛基間苯三酚交聯(lián)聚乙烯亞胺、2-羥基-1,3,5-苯三甲醛交聯(lián)聚乙烯亞胺、均苯三甲醛交聯(lián)聚乙烯亞胺和2,4-二羥基-1,3,5-均苯三甲醛交聯(lián)聚乙烯亞胺中的一種。

7、本發(fā)明還提供了上述方案所述醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺的制備方法，包括以下步驟：

8、將聚乙烯亞胺、醛基芳香化合物和有機溶劑混合進行交聯(lián)反應(yīng)，得到所述醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺。

9、優(yōu)選的，所述聚乙烯亞胺的重均分子量為600～70000。

10、優(yōu)選的，所述醛基芳香化合物包括三醛基間苯三酚、2,4-二羥基-1,3,5-均苯三甲醛、2-羥基-1,3,5-苯三甲醛和均苯三甲醛中的一種或幾種。

11、優(yōu)選的，所述聚乙烯亞胺與醛基芳香化合物的物質(zhì)的量比為1～5:1～4。

12、優(yōu)選的，所述交聯(lián)反應(yīng)的溫度為0～100℃，保溫交聯(lián)時間為1～5000min。

13、本發(fā)明還提供了上述方案所述醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺或上述方案所述制備方法得到的醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺在金屬離子吸附領(lǐng)域中的應(yīng)用。

14、優(yōu)選的，所述醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺在金屬離子吸附領(lǐng)域中的應(yīng)用，包括以下步驟：將醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺、ph調(diào)節(jié)劑和含有貴金屬離子的廢水混合進行吸附反應(yīng)后固液分離，得到飽和吸附劑和處理后的廢水；所述飽和吸附劑脫附后重復(fù)使用。

15、優(yōu)選的，所述醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺與含有貴金屬離子的廢水的質(zhì)量體積比為(0.001～1)g:(1～4000)ml。

16、本發(fā)明提供了一種醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺。本發(fā)明提供的醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺具有介孔結(jié)構(gòu)，并且通過靜電引力、螯合配位和氧化還原多種機理，將金離子和鉑離子吸附到材料表面和孔道里面，提高對金屬離子尤其是金離子和鉑離子的吸附能力，吸附容量高，對金離子和鉑離子的選擇性優(yōu)異；同時，通過聚乙烯亞胺與醛基芳香化合物的交聯(lián)，能夠使其具有更好的穩(wěn)定性。

17、本發(fā)明利用聚乙烯亞胺中存在的氨基，與含有不同羥基數(shù)量的醛基芳香化合物結(jié)合，提高醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺的吸附能力；并且，聚乙烯亞胺在水中具有高度的陽離子性，可以中和、吸附陰離子或螯合貴金屬離子，提高對貴金屬的吸附性；此外，聚乙烯亞胺結(jié)構(gòu)中的氨基，可以與醛基芳香化合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，在聚乙烯亞胺中引入c＝n雙鍵，能夠提高對貴金屬離子的吸附性能。

18、本發(fā)明還提供了上述方案所述醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺的制備方法。本發(fā)明通過聚乙烯亞胺中的氨基和醛基芳香化合物中的醛基進行交聯(lián)，發(fā)生席夫堿合成反應(yīng)，得到醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺。聚乙烯亞胺含有大量的氨基，具有較高的化學(xué)反應(yīng)性，在酸性條件下趨于質(zhì)子化，為貴金屬提供吸附位點，但其在溶液中不穩(wěn)定，本發(fā)明通過與醛基芳香化合物的交聯(lián)，使聚乙烯亞胺在溶液中具有穩(wěn)定性。

19、本發(fā)明還提供了上述方案所述醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺或上述方案所述制備方法得到的醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺在金屬離子吸附領(lǐng)域中的應(yīng)用。本發(fā)明提供的醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺，可以用于處理含有貴金屬離子的廢水。實施例結(jié)果表明，本發(fā)明提供的醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺在25℃對金離子的吸附量為3082.72mg/g，對鉑離子的吸附量為608.28mg/g，并且對金離子和鉑離子的選擇性優(yōu)異，能夠在11種離子中選擇性吸附回收金離子和鉑離子。

技術(shù)特征：

1.一種醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺，其特征在于，結(jié)構(gòu)單元如式a所示：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺，其特征在于，所述醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺包括三醛基間苯三酚交聯(lián)聚乙烯亞胺、2-羥基-1,3,5-苯三甲醛交聯(lián)聚乙烯亞胺、均苯三甲醛交聯(lián)聚乙烯亞胺和2,4-二羥基-1,3,5-均苯三甲醛交聯(lián)聚乙烯亞胺中的一種。

3.權(quán)利要求1～2任一項所述醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述聚乙烯亞胺的重均分子量為600～70000。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述醛基芳香化合物包括三醛基間苯三酚、2,4-二羥基-1,3,5-均苯三甲醛、2-羥基-1,3,5-苯三甲醛和均苯三甲醛中的一種或幾種。

6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的制備方法，其特征在于，所述聚乙烯亞胺與醛基芳香化合物的物質(zhì)的量比為1～5:1～4。

7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)反應(yīng)的溫度為0～100℃，保溫交聯(lián)時間為1～5000min。

8.權(quán)利要求1～2任一項所述醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺或權(quán)利要求3～7任一項所述制備方法得到的醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺在金屬離子吸附領(lǐng)域中的應(yīng)用。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，包括以下步驟：將醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺、ph調(diào)節(jié)劑和含有貴金屬離子的廢水混合進行吸附反應(yīng)后固液分離，得到飽和吸附劑和處理后的廢水；所述飽和吸附劑脫附后重復(fù)使用。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺與含有貴金屬離子的廢水的質(zhì)量體積比為(0.001～1)g:(1～4000)ml。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明利用聚乙烯亞胺中存在的氨基，與不同物質(zhì)結(jié)合，提高醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺的吸附能力；聚乙烯亞胺在水中具有高度的陽離子性，可以中和、吸附陰離子或螯合貴金屬離子，提高對貴金屬的吸附性；聚乙烯亞胺結(jié)構(gòu)中的氨基，可以與醛基芳香化合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，在聚乙烯亞胺中引入C＝N雙鍵，提高對貴金屬離子的吸附性能。本發(fā)明提供的醛基芳香化合物交聯(lián)聚乙烯亞胺具有介孔結(jié)構(gòu)，并且通過靜電引力、螯合配位和氧化還原多種機理，將金離子和鉑離子吸附到材料表面和孔道里面，提高對金屬離子尤其是金離子和鉑離子的吸附能力。

技術(shù)研發(fā)人員：唐課文,陳星宇,彭顯榮,李浩,許衛(wèi)鳳,王婉茹,蔣雨萌
受保護的技術(shù)使用者：湖南理工學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/7