三氮烯高分子螯合試劑的制備方法及應用

1、專利說明書專利名稱：三氮烯高分子螯合試劑的制備方法及應用 摘 要 本發(fā)明公開了一種高分子螯合試劑，該螯合試劑是通過氨基鄰位引入“S”官能團而被合成，通過靜態(tài)法和動態(tài)法及其它分離富集試驗對三氮烯高分子螯合試劑的分離富集能力進行了測試。結(jié)果表明，該試劑對鎘汞等重金屬離子有很強的螯合作用和優(yōu)異的再生性能。 權(quán) 利 要 求 書 1一種三氮烯高分子螯合試劑的制備方法，其制備方法按下列步驟進行：（1） 鄰氨基乙酰苯硫酚的制備：在100毫升三頸瓶中加入25毫升，攪拌下用固體碳酸鈉中和使成弱堿性，再滴加乙酸酐至呈乳白色固體，反應溫度不應超過40。用去離子水洗滌產(chǎn)物除去過量原料的純品鄰氨基乙酰苯硫酚。（2） A

2、ATP-XAD-2的制備：Amberlite XAD-2預處理,用鹽酸、氫氧化鈉和去離子水將Amberlite XAD-2預處理； Amberlite XAD-2硝化，取5克處理過的Amberlite XAD-2，攪拌下加入10毫升濃硝酸和25毫升濃硫酸，50下反應半小時，將反應混合物倒入冰水中過濾，用去離子水洗滌至弱酸性，得黃色硝化Amberlite XAD-2；硝化Amberlite XAD-2的還原，將硝化Amberlite XAD-2加入100毫升1.5 mol L-1的NaOH和15克過氧化硫脲的混合溶液中，于40-50下反應5h，過濾，洗滌，得紅色聚4-氨基苯乙烯；聚4-氨基苯乙烯

3、的重氮化，用100毫升2mol L-1鹽酸浸泡半小時，過濾，用去離子水洗滌除去過量的酸。將酸化過的聚4-氨基苯乙烯加入200毫升1 mol L-1的HCl，在冰水浴中冷卻至5以下，滴加用冰水浴冷卻至5以下的1%NaNO2至碘化鉀試紙變藍； AATP-XAD-2，把制好的鄰氨基乙酰苯硫酚溶于100毫升95%乙醇中，將上述重氮化物加入其中，在5以下反應24小時，過濾，用乙醇和去離子水洗滌后得褐色產(chǎn)物AATP-XAD-2。元素分析、差熱分析和紅外光譜檢驗與目標產(chǎn)物吻合。2用AATP-XAD-2分離富集水體中Cd,Cu,Ni,Zn的方法。 說 明 書 三氮烯高分子螯合試劑AATP-XAD-2的制備方法

4、及應用技術領域：本發(fā)明涉及一種功能高分子螯合物，特別是一種三氮烯高分子螯合試劑AATP-XAD-2的制備方法及應用。背景技術：高分子螯合試劑的制備方法多種多樣，但主要有兩種合成途徑，一種是含有螯合基的單體經(jīng)過加聚、縮聚等方法制取。合成操作條件復雜，合成成本高。另一種是利用合成的或天然的高分子，通過高分子化學反應引入具有螯合功能的側(cè)基來合成高分子。合成的主要優(yōu)點是高分子骨架是現(xiàn)成的，品種多，價格低廉，原料來源方便。因此，目前大多數(shù)功能高分子是利用各種高分子骨架進行高分子化學反應來制取的1-4。近年來Singh 以Amberlite XAD-2為骨架，通過=與含有功能基的小分子偶合制備了一系列功能

5、高分子5-8，用于各種水質(zhì)中重金屬離子的分離富集取得了很好效果。我們用鄰氨基乙酰苯硫酚通過=與Amberlite XAD-2偶合制得了AATP-XAD-2，并用于環(huán)境標準樣品(GSBZ 50009-88)中Cd,Cu,Ni,Zn的分離富集取得了很好效果。發(fā)明內(nèi)容：本發(fā)明基于上述存在的問題，目的是提供一種分離富集重金屬離子Cd,Cu,Ni,Zn和再生性能優(yōu)異的三氮烯高分子螯合試劑的制備方法及應用。本發(fā)明的制備方法是依次按下列步驟進行：（1）鄰氨基乙酰苯硫酚的制備：在100毫升三頸瓶中加入25毫升，攪拌下用固體碳酸鈉中和使成弱堿性，再滴加乙酸酐至呈乳白色固體，反應溫度不應超過40。用去離子水洗滌產(chǎn)

6、物除去過量原料的純品鄰氨基乙酰苯硫酚；（2）AATP-XAD-2的制備： Amberlite XAD-2預處理，用鹽酸、氫氧化鈉和去離子水將Amberlite XAD-2預處理； Amberlite XAD-2硝化，取5克處理過的Amberlite XAD-2，攪拌下加入10毫升濃硝酸和25毫升濃硫酸，50下反應半小時，將反應混合物倒入冰水中過濾，用去離子水洗滌至弱酸性，得黃色硝化Amberlite XAD-2；硝化Amberlite XAD-2的還原，將硝化Amberlite XAD-2加入100毫升1.5 mol L-1的NaOH和15克過氧化硫脲的混合溶液中，于40-50下反應5h，過濾

7、，洗滌，得紅色聚4-氨基苯乙烯；聚4-氨基苯乙烯的重氮化，用100毫升2mol L-1鹽酸浸泡半小時，過濾，用去離子水洗滌除去過量的酸。將酸化過的聚4-氨基苯乙烯加入200毫升1 mol L-1的HCl，在冰水浴中冷卻至5以下，滴加用冰水浴冷卻至5以下的1%NaNO2至碘化鉀試紙變藍； AATP-XAD-2，把制好的鄰氨基乙酰苯硫酚溶于100毫升95%乙醇中，將上述重氮化物加入其中，在5以下反應24小時，過濾，用乙醇和去離子水洗滌后得褐色產(chǎn)物AATP-XAD-2。元素分析、差熱分析和紅外光譜檢驗與目標產(chǎn)物吻合。其三氮烯高分子螯合試劑是應用于水體中Cd,Cu,Ni,Zn的分離富集。本發(fā)明三氮烯高

8、分子螯合試劑的制備方法及應用的優(yōu)點與積極效果是：與Singh的制備方法相比（1）在氫氧化鈉介質(zhì)中用過氧化硫脲還原硝化的XAD-2，較氯化亞錫和鹽酸還原法反應溫度低，還原效率高（2）=偶合基上氮原子對金屬離子的親和力較=基上氮原子對金屬離子的親和力大，獲得了更高的富集倍數(shù)（3）AATP-XAD-2與TSA-XAD-2相比巰基受到了保護，使AATP-XAD-2的穩(wěn)定性提高，使用壽命延長。本發(fā)明與Singh法有關參數(shù)見表1、表2。表1 本發(fā)明AATP-XAD-2制備參數(shù)與Singh法對照參數(shù)本方法Singh法成本（元/10g）100150還原溫度（）40-5090還原時間（h）512產(chǎn)率（%）929

9、0表2本發(fā)明AATP-XAD-2性能參數(shù)與Singh法對照離子富集因子15次重復使用回收率(%)吸附容量(mol/g)本方法Singh法本方法Singh法本方法Singh法Cd3002009695210197.5Cu2001809696150106.9Ni3002009390285309.9Zn200200959359.247.4用AATP-XAD-2對環(huán)境標準樣品(GSBZ 50009-88)和自來水、桑干河水和汾河水中Cd,Cu,Ni,Zn進行富集試驗, 以Perkin Elmer AA-6800型原子吸收光度計檢測，結(jié)果見表3、表4。表3標準樣品(GSBZ50009-88)測定結(jié)果標準樣

10、品成分標準值(mg L-1)測定值(n=5)(mg L-1)Cu1.000.051.200.06Zn0.5000.0250.580.03Cd0.1500.0080.140.01Ni1.000.050.960.08表4 自來水、桑干河水和汾河水樣品測定結(jié)果樣品測定值(n=5)(g L-1)CuZnCdNi自來水0.1220.0470.0820.051-0.0020.042桑干河水0.9350.0530.2130.0670.0220.0540.0400.063汾河水0.3200.0720.1460.0450.0140.0450.0360.044- 沒有測出。具體實施方式： 首先在100毫升三頸瓶中

11、加入25毫升，攪拌下用固體碳酸鈉中和使成弱堿性，再滴加乙酸酐至呈乳白色固體，反應溫度不應超過40。用去離子水洗滌產(chǎn)物除去過量原料的純品鄰氨基乙酰苯硫酚；第二、AATP-XAD-2的制備， Amberlite XAD-2預處理，用鹽酸、氫氧化鈉和去離子水將Amberlite XAD-2預處理； Amberlite XAD-2硝化，取5克處理過的Amberlite XAD-2，攪拌下加入10毫升濃硝酸和25毫升濃硫酸，50下反應半小時，將反應混合物倒入冰水中過濾，用去離子水洗滌至弱酸性，得黃色硝化Amberlite XAD-2；硝化Amberlite XAD-2的還原，將硝化Amberlite X

12、AD-2加入100毫升1.5 mol L-1的NaOH和15克過氧化硫脲的混合溶液中，于40-50下反應5h，過濾，洗滌，得紅色聚4-氨基苯乙烯；聚4-氨基苯乙烯的重氮化，用100毫升2mol L-1鹽酸浸泡半小時，過濾，用去離子水洗滌除去過量的酸。將酸化過的聚4-氨基苯乙烯加入200毫升1 mol L-1的HCl，在冰水浴中冷卻至5以下，滴加用冰水浴冷卻至5以下的1%NaNO2至碘化鉀試紙變藍； AATP-XAD-2，把制好的鄰氨基乙酰苯硫酚溶于100毫升95%乙醇中，將上述重氮化物加入其中，在5以下反應24小時，過濾，用乙醇和去離子水洗滌后得褐色產(chǎn)物AATP-XAD-2。元素分析、差熱分析

13、和紅外光譜檢驗與目標產(chǎn)物吻合。三氮烯高分子螯合試劑在水體中對Cd,Cu,Ni,Zn分離富集應用的實施例：在1(cm)10(cm)玻璃柱中裝入1克AATP-XAD-2，對Cd,Cu,Ni,Zn分離富集最佳條件和結(jié)果見表5。表5金屬離子最佳分離富集條件試驗參數(shù)金屬離子CuZnCdNipH4.0-5.05.0-7.05.0-6.04.0-5.0流速(ml min-1)2-52-42-61-3洗脫酸度(HCl, mol L-1)1212平均回收率97999896相對標準偏差(n=5)2.33.11.54.2因此，本發(fā)明的顯著特點是方法簡單，成本低廉，產(chǎn)品分離富集效果好，性能穩(wěn)定，可用于水體中重金屬離子的分離富集。 參考文獻1 戚岑, 王曉平, 楊春和, 環(huán)境化學, 1987, 6, 43.2 常?？? 詹光耀, 蘇致興, 羅興寅, 蒙筠，分析化學，1986, 14, 1.3 C.Y. Liu, P.J. Sun, Anai. Chim. Acta. 1981, 132, 187.4 C.Y. Liu, P. J. Sun, Talanta. 1984, 31, 353.5 P. K. Tewari, A.K.