一種含氮雜環(huán)化合物改性磁性聚苯乙烯微球、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及一種含氮雜環(huán)化合物改性磁性聚苯乙烯微球、制備方法及用于吸附Cr(VI)的方法。雜化化合物包括哌啶、吡啶、咪唑、甲基咪唑、三氮唑、三唑鈉或其鹽類。制備方法包括：(1)利用改進懸浮聚合法制備磁性聚苯乙烯微球；(2)利用Friedel-Crafts?；磻?yīng)在顆粒表面引入烷基氯基團；(3)通過微球在有機溶劑中與含氮雜環(huán)化合物發(fā)生取代反應(yīng)得到含氮雜環(huán)化合物改性磁性聚苯乙烯微球。該微球作為吸附劑，適用于含鉻廢水中Cr(VI)的選擇性吸附脫除，且制備過程簡單，收率高，在含鉻廢水處理方面有比較廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種含氮雜環(huán)化合物改性磁性聚苯乙烯微球、制備方法及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于吸附劑【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種含氮雜環(huán)化合物改性磁性聚苯乙烯微球、制備方法及其用途。

【背景技術(shù)】
[0002]Cr(VI)劇毒、致癌，屬于一類污染物，對人體和環(huán)境的危害極大。國家規(guī)定Cr(VI)的排放標(biāo)準僅為0.5mg/L。Cr(VI)污染主要來自鉻鹽制造、電鍍、制革、金屬冶煉、紡織印染等行業(yè)。目前處理Cr (VI)廢水的方法有多種，主要包括化學(xué)還原沉淀法、電化學(xué)法、膜分離法、生物法和吸附法。其中化學(xué)還原沉淀法是目前應(yīng)用最廣泛的，其首先在酸性條件將Cr (VI)還原為Cr (III)，然后將pH值調(diào)至堿性使Cr (III)以Cr2O3的形式沉淀出來，然后分離，但是此過程需要大量的化學(xué)還原試劑，產(chǎn)生大量的污泥，處理麻煩，易造成二次污染。其中吸附法由于具有工藝簡單、操作簡便、成本較低、金屬離子可以回收、吸附劑可以循環(huán)再生使用等優(yōu)點，已經(jīng)在廢水處理過程中被廣泛應(yīng)用。
[0003]已有報道的吸附劑主要包括活性炭、礦物鹽、生物質(zhì)和聚合物樹脂等材料。目前，文獻中用成本低廉的生物吸附劑材料吸附廢水中Cr(VI)離子的比較多。但生物材料自身容易凝聚、形成凝膠而且回收利用比較難，因此限制了生物吸附材料的大規(guī)模應(yīng)用。同時大部分已報道的Cr(VI)吸附劑還存在吸附量偏低或者吸附平衡時間長等問題。因此開發(fā)一種高吸附量與吸附速率的吸附劑具有重要的實際應(yīng)用價值。
[0004]CN 101434425和CN 101070400公開了咪唑改性的聚苯乙烯樹脂。CN101088597公開了哌啶、咪唑、三氮唑、三唑鈉等基團修飾的SBA-15作為Cr(VI)離子的吸附劑及其制備方法。這些吸附劑在實際應(yīng)用中往往以動態(tài)柱吸附為主，但同時也存在著溝流，存在死體積以及吸附劑回收過程繁瑣等缺點。
[0005]近年來，磁性分離技術(shù)的發(fā)展克服了這一問題。磁性吸附劑可以在外加磁場的條件實現(xiàn)金屬離子和吸附劑的快速回收。
[0006]本發(fā)明以含氮雜環(huán)化合物為功能化試劑，磁性聚苯乙烯微球為載體，制備了含氮雜環(huán)化合物改性的磁性聚苯乙烯微球吸附劑。利用含氮雜環(huán)化合物改性磁性聚苯乙烯微球作為吸附劑處理含鉻廢水的文獻未見報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的之一在于提供一種以磁性聚苯乙烯微球為載體，表面富含含氮雜環(huán)化合物的用于吸附六價鉻的吸附劑，其具有對含鉻廢水中Cr(VI)離子吸附量高、吸附速率快和選擇性高的優(yōu)點。
[0008]為了達到上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
[0009]一種用于吸附六價鉻離子的磁性吸附劑，該吸附劑包括微米級磁性聚苯乙烯微球載體和負載在磁性聚苯乙烯微球表面的含氮雜環(huán)化合物功能基團。
[0010]在本發(fā)明中，由于磁性聚苯乙烯微球為微米級，比表面積大，功能基團易于修飾且含量高(基團含量在0.2mmol/g以上)，使該吸附劑具有高的吸附量和吸附速率。吸附量:100mg/g以上；吸附速率:均能在30分鐘內(nèi)達到平衡；選擇性:與常見離子(C1_、N03_、S042_、CO32' PO43' Li+、NH4+、Na+、Cu2+、Mg2+、Ni2+、Ca2+、Fe3+ 以及 Al3+)混合，分離系數(shù)均在 50 以上。[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明，所述含氮雜環(huán)化合物為哌啶、吡啶、咪唑、甲基咪唑、三氮唑、三唑鈉或其鹽類中的任意一種或者至少兩種的混合物。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，所述聚苯乙烯微球載體為超順磁性，其粒徑為I?50μπι，飽和磁化強度為20?40emu/g，F(xiàn)e3O4含量為30?50%。采用苯乙烯微球載體的優(yōu)勢在于:成本較低，懸浮聚合法制備磁性微球工藝簡單，易于規(guī)?；苽洹?br> [0013]本發(fā)明的目的之二在于提供一種用于吸附六價鉻離子的磁性吸附劑的制備方法，所述方法包括以下步驟:
[0014](I)磁性聚苯乙烯微球的制備；
[0015](2)表面含有烷基氯功能基團的磁性聚苯乙烯微球的制備；
[0016](3)通過磁性聚苯乙烯微球在有機溶劑中與含氮雜環(huán)化合物發(fā)生取代反應(yīng)，得到含氮雜環(huán)化合物改性磁性聚苯乙烯微球，即，用于吸附六價鉻離子的磁性吸附劑。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，步驟(I)利用改進懸浮聚合法制備磁性聚苯乙烯微球，所述方法為:
[0018]首先將FeCl3.6H20與FeCl2.4H20按摩爾比2:1的比例溶解到水中，得到混合水溶液，在氮氣環(huán)境下升溫至 60 ?90°C (例如 63°C、66°C、69°C、72°C、75°C、78°C、81°C、84V或87°C )，加入濃氨水，待溶液變黑后逐滴加入油酸制備成油酸包覆Fe3O4凝膠體；然后將該凝膠體與苯乙烯單體、二乙烯苯和過氧化苯甲?；旌闲纬捎拖?，加入到由水、聚乙烯醇、NaCl和亞甲基藍組成的水相中，升溫，并在攪拌條件下反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后，洗滌，得到磁性聚苯乙烯微球。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，在混合水溶液中，所述FeCl3.6H20與FeCl2.4H20的濃度獨立地為0.1 ?0.5mol/L,例如 0.15mol/L、0.2mol/L、0.25mol/L、0.3mol/L、0.35mol/L、0.4mol/L 或0.45mol/L。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，所述濃氨水的用量為3?1mL (例如4mL、5mL、6mL、7mL、8mL或9mL)/1OOmL混合水溶液。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，所述油酸的用量為I?5mL(例如L 5mL、2mL、2.5mL、3mL、3.5mL、4mL或4.5mL) /10mL混合水溶液。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，所述油相中，油酸包覆Fe3O4凝膠體、苯乙烯單體、二乙烯苯和過氧化苯甲酰的比例為:每Ig油酸包覆Fe3O4凝膠體，加入2?5mL(例如2.2mL、2.4mL、2.6mL、2.8mL、3.0mL、3.2mL、3.4mL、3.6mL、3.8mL、4.0mL>4.2mL、4.4mL、4.6mL 或 4.8mL)苯乙烯、0.I ?0.3mL(例如 0.12mL、0.14mL、0.16mL、0.18mL、0.20mL、0.22mL、0.24mL、0.26mL 或0.28mL) 二乙烯苯以及 0.01 ?0.02g(例如 0.011g、0.012g、0.013g、0.014g、0.015g、
0.016g、0.017g、0.018g 或 0.019g)過氧化苯甲酰。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，所述水相中，水、聚乙烯醇和NaCl比例為:每10mL水加入I?3g(例如 1.2g、l.4g、l.6g、l.8g、2.0g、2.2g、2.4g、2.6g 或 2.8g)聚乙烯醇和 2 ?5g(例如 2.2g、2.4g、2.6g、2.8g、3.0g、3.2g、3.4g、3.6g、3.8g、4.0g、4.2g、4.4g、4.6g 或 4.8g) NaCl0
[0024]根據(jù)本發(fā)明，所述攪拌的轉(zhuǎn)速為600?1200r/min。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，步驟(2)利用Friedel-Crafts?；磻?yīng)在顆粒表面引入烷基氯基團制備表面含有烷基氯功能基團的磁性聚苯乙烯微球的方法為:
[0026]向磁性聚苯乙烯微球中加入1，2-二氯乙烷，溶脹6?12小時；然后將由無水三氯化鋁、1，2- 二氯乙烷和氯乙酰氯組成的混合液均勻地滴加到含有磁性聚苯乙烯微球的溶液中進行?；磻?yīng)，并不斷攪拌，待反應(yīng)結(jié)束后洗滌，得到表面含有烷基氯功能基團的磁性聚苯乙烯微球。
[0027]根據(jù)本發(fā)明，每Ig的磁性聚苯乙烯微球加入30?90mL(例如35mL、40mL、45mL、50mL、55mL、60mL、65mL、70mL、75mL、80mL 或 85mL) I, 2- 二氣乙燒。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，每Ig磁性聚苯乙烯微球,加入由3?1g(例如4g、5g、6g、7g、8g或9g)無水三氣化招、30 ?90mL(例如 35mL、40mL、45mL、50mL、55mL、60mL、65mL、70mL、75mL、80mL或85mL) I, 2- 二氯乙燒和2?7g氯乙酰氯(例如3g、4g、5g或6g)組成的混合液。
[0029]根據(jù)本發(fā)明，滴加速率為2?5秒/滴。
[0030]根據(jù)本發(fā)明，步驟(3)為:
[0031]將步驟(2)的產(chǎn)物在有機溶劑中與含氮雜環(huán)化合物混合均勻，在機械攪拌冷凝回流條件下，氮氣環(huán)境下 80 ?90°C (例如 8rC、82°C、83°C、84°C、85°C、86°C、87°C、88°C或890C )反應(yīng)12?24小時(例如13小時、14小時、15小時、16小時、17小時、18小時、19小時、20小時、21小時、22小時或23小時)，待反應(yīng)結(jié)束后洗滌，得到含氮雜化化合物改性磁性聚苯乙烯微球，即，用于吸附六價鉻離子的磁性吸附劑。
[0032]步驟(3)所述的有機溶劑為N，N_二甲基甲酰胺、乙醇或乙腈中的任意一種或者至少兩種的混合物。
[0033]根據(jù)本發(fā)明，步驟(3)中，步驟(2)的產(chǎn)物與含氮雜環(huán)化合物的比例為:每Ig步驟
(2)的產(chǎn)物加入 0.2 ?0.5g(例如 0.23g、0.26g、0.29g、0.32g、0.35g、0.38g、0.41g、0.44g或0.47g)含氮雜環(huán)化合物。
[0034]根據(jù)本發(fā)明，步驟⑶中，步驟⑵的產(chǎn)物與有機溶劑的比例為:每Ig步驟⑵的產(chǎn)物加入 10 ?10mL(例如 20mL、30mL、40mL、50mL、60mL、70mL、80mL 或 90mL)的有機溶劑。
[0035]示例性的一種用于吸附六價鉻離子的磁性吸附劑的制備方法，所述方法包括以下步驟:
[0036](I)先將FeCl3.6H20與FeCl2.4H20按摩爾比2:1的比例溶解到水中，氮氣環(huán)境下升溫至60?90°C，加入濃氨水，待溶液變黑后逐滴加入油酸制備成油酸包覆Fe3O4凝膠體；然后將其與苯乙烯單體、二乙烯苯和過氧化苯甲?；旌闲纬捎拖?，加入到由水、聚乙烯醇、NaCl和少量亞甲基藍組成的水相中，升溫600?1200r/min攪拌反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水與乙醇洗滌數(shù)遍，得到磁性聚苯乙烯微球；
[0037](2)每Ig磁性聚苯乙烯微球，加入30?90mL 1，2_ 二氯乙燒，溶脹6?12小時；然后將由3?1g無水三氯化鋁、30?90mL I, 2-二氯乙烷和2?7g氯乙酰氯組成的混合液以2?5秒一滴的速率均勻地滴加到含有磁性聚苯乙烯微球的溶液中進行酰基化反應(yīng)，并不斷攪拌；反應(yīng)結(jié)束后用去離子水和乙醇反復(fù)洗滌數(shù)次，得到表面含有烷基氯功能基團的磁性聚苯乙烯微球；
[0038](3)將步驟(2)的產(chǎn)物在有機溶劑中與含氮雜環(huán)化合物混合均勻，在機械攪拌冷凝回流條件下，氮氣環(huán)境下80?90°C反應(yīng)12?24小時；反應(yīng)結(jié)束后用去離子水和乙醇反復(fù)洗滌數(shù)次，得到含氮雜化化合物改性磁性聚苯乙烯微球，即用于吸附六價鉻離子的磁性吸附劑。
[0039]所述濃氨水，濃度22-25 %，工業(yè)一級品。
[0040]本發(fā)明的目的之三在于提供一種用于吸附六價鉻離子的磁性吸附劑的用途，其用于吸附Cr (VI)。
[0041]本發(fā)明的吸附劑用于吸附六價鉻離子的功能化反應(yīng)在非水介質(zhì)中進行，操作簡單、快捷，并且產(chǎn)率高。
[0042]本發(fā)明的吸附劑處理含鉻廢水采用間歇操作過程，如:取本發(fā)明的吸附劑，加入含鉻廢液，其中，吸附劑的加入量為I?8g/L含鉻廢液，在一定溫度、pH條件下?lián)u床振蕩一段時間，進行磁性分離。
[0043]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0044]本發(fā)明的用于吸附Cr(VI)離子的吸附劑具有對含鉻廢水中Cr(VI)離子吸附量高、吸附速率快和選擇性高的優(yōu)點，具體效果為:吸附量:100mg/g以上；吸附速率:均能在30分鐘內(nèi)達到平衡；選擇性:與常見離子(Cl' N03_、SO42' CO廣、PO43' Li+、NH4\ Na+、Cu2+、Mg2+、Ni2+、Ca2+、Fe3+以及Al3+)混合，分離系數(shù)均在50以上。

【具體實施方式】
[0045]下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0046]實施例1
[0047]首先在盛有IL去離子水的2L攪拌式反應(yīng)器中加入0.5mol FeCl3.6Η20和0.25molFeCl2.4Η20，氮氣保護下升溫至85°C，加入10mL濃氨水，滴加油酸50mL，繼續(xù)恒溫30min，得到黑色團狀磁性Fe3O4凝膠體。將Ig油酸包覆的Fe3O4, 5mL苯乙烯單體,0.3mL 二乙烯苯和0.02g過氧化苯甲酰混合形成油相。在裝有機械攪拌、氮氣入口和冷凝管的500mL三口燒瓶中加入10mL水、3g PVA和5g NaCl、少量亞甲基藍攪拌形成水相。在氮氣保護下將油相和水相混合，600r/min轉(zhuǎn)速攪拌,45°C恒溫一段時間，以恒定速度升溫至60°C反應(yīng)Ih,繼續(xù)升溫至70°C反應(yīng)2h，最后在80°C熟化2h。產(chǎn)物用去離子水和乙醇反復(fù)洗滌得到磁性聚苯乙烯微球。
[0048]取Ig磁性聚苯乙烯微球,加入90mL 1，2_ 二氯乙燒,溶脹8小時；然后將由1g無水三氯化鋁、90mL I, 2- 二氯乙烷和7g氯乙酰氯組成的混合液以5秒一滴的速率均勻地滴加到含有磁性聚苯乙烯微球的溶液中進行?；磻?yīng)，并不斷攪拌。反應(yīng)結(jié)束后用去離子水和乙醇反復(fù)洗滌數(shù)次，得到表面含有烷基氯功能基團的磁性聚苯乙烯微球。
[0049]取Ig烷基氯修飾磁性聚苯乙烯微球與0.5g咪唑在10mL N, N- 二甲基甲酰胺中回流反應(yīng)24h。得到本實施例的用于吸附六價鉻離子的吸附劑。
[0050]取本實施例的吸附劑0.05g，加入到10mL 150mg/L的Cr(VI)溶液中，將pH調(diào)至3，搖床振蕩Ih后，磁場分離，利用ICP-AES分析吸附后溶液中鉻的濃度計算吸附劑的吸附量為 150mg/g。
[0051]實施例2
[0052]首先在盛有IL去離子水的2L攪拌式反應(yīng)器中加入0.1mol FeCl3.6Η20和0.05molFeCl2.4H20，氮氣保護下升溫至85°C，加入30mL濃氨水，滴加油酸1mL,繼續(xù)恒溫30min，得到黑色團狀磁性Fe3O4凝膠體。將Ig油酸包覆的Fe3O4, 2mL苯乙烯單體,0.1mL 二乙烯苯和0.0lg過氧化苯甲酰混合形成油相。在裝有機械攪拌、氮氣入口和冷凝管的500mL三口燒瓶中加入10mL水、Ig PVA和2g NaCl、少量亞甲基藍攪拌形成水相。在氮氣保護下將油相和水相混合，1200r/min轉(zhuǎn)速攪拌，45°C恒溫一段時間，以恒定速度升溫至60°C反應(yīng)lh，繼續(xù)升溫至70V反應(yīng)2h，最后在80°C熟化2h。產(chǎn)物用去離子水和乙醇反復(fù)洗滌得到磁性聚苯乙烯微球。
[0053]取Ig磁性聚苯乙烯微球,加入30mL 1，2_ 二氯乙燒,溶脹6小時；然后將由3g無水三氯化鋁、30mL I, 2- 二氯乙烷和2g氯乙酰氯組成的混合液以2秒一滴的速率均勻地滴加到含有磁性聚苯乙烯微球的溶液中進行?；磻?yīng)，并不斷攪拌。反應(yīng)結(jié)束后用去離子水和乙醇反復(fù)洗滌數(shù)次，得到表面含有烷基氯功能基團的磁性聚苯乙烯微球。
[0054]取Ig燒基氯修飾磁性聚苯乙烯微球與0.2g咪唑在1mL N, N- 二甲基甲酰胺中回流反應(yīng)12h。得到本實施例的用于吸附六價鉻離子的吸附劑。
[0055]取本實施例的吸附劑0.05g，加入到10mL 150mg/L的Cr(VI)溶液中，將pH調(diào)至3，搖床振蕩Ih后，磁場分離，利用ICP-AES分析吸附后溶液中鉻的濃度計算吸附劑的吸附量為 128mg/g。
[0056]實施例3
[0057]首先采用與實施例1相同的方法制備烷基氯功能化的磁性聚苯乙烯微球。
[0058]取5g烷基氯修飾磁性聚苯乙烯微球與2g甲基咪唑在60mL乙醇中回流反應(yīng)24h。得到本實施例的用于吸附六價鉻離子的吸附劑。
[0059]取本實施例的吸附劑0.05g，加入到10mL 150mg/L的Cr(VI)溶液中，將pH調(diào)至3，搖床振蕩Ih后，磁場分離，利用ICP-AES分析吸附后溶液中鉻的濃度計算吸附劑的吸附量為 130mg/g。
[0060]實施例4
[0061]首先采用與實施例1相同的方法制備烷基氯功能化的磁性聚苯乙烯微球。
[0062]取5g燒基氯修飾磁性聚苯乙烯微球與2g哌唳在60mL乙醇中回流反應(yīng)24h。得到本實施例的用于吸附六價鉻離子的吸附劑。
[0063]取本實施例的吸附劑0.05g，加入到10mL 150mg/L的Cr(VI)溶液中，將pH調(diào)至3，搖床振蕩Ih后，磁場分離，利用ICP-AES分析吸附后溶液中鉻的濃度計算吸附劑的吸附量為 110mg/g。
[0064]實施例5
[0065]首先采用與實施例1相同的方法制備烷基氯功能化的磁性聚苯乙烯微球。
[0066]取5g燒基氯修飾磁性聚苯乙烯微球與2g卩比唳在60mL N, N-二甲基甲酰胺中回流反應(yīng)24h。得到本實施例的用于吸附六價鉻離子的吸附劑。
[0067]取本實施例的吸附劑0.05g，加入到10mL 150mg/L的Cr(VI)溶液中，將pH調(diào)至3，搖床振蕩6h后，磁場分離，利用ICP-AES分析吸附后溶液中鉻的濃度計算吸附劑的吸附量為 105mg/g。
[0068]實施例6
[0069]首先采用與實施例1相同的方法制備烷基氯功能化的磁性聚苯乙烯微球。
[0070]取5g燒基氯修飾磁性聚苯乙烯微球與2g三氮唑在60mL乙腈中回流反應(yīng)24h。得到本實施例的用于吸附六價鉻離子的吸附劑。
[0071]取本實施例的吸附劑0.05g，加入到10mL 150mg/L的Cr(VI)溶液中，將pH調(diào)至3，搖床振蕩Ih后，磁場分離，利用ICP-AES分析吸附后溶液中鉻的濃度計算吸附劑的吸附量為 165mg/g。
[0072]實施例7
[0073]首先采用與實施例1相同的方法制備烷基氯功能化的磁性聚苯乙烯微球。
[0074]取5g烷基氯修飾磁性聚苯乙烯微球與2g三唑鈉在60mL N, N-二甲基甲酰胺中回流反應(yīng)24h。得到本實施例的用于吸附六價鉻離子的吸附劑。
[0075]取本實施例的吸附劑0.05g，加入到10mL 150mg/L的Cr(VI)溶液中，將pH調(diào)至3，搖床振蕩6h后，磁場分離，利用ICP-AES分析吸附后溶液中鉻的濃度計算吸附劑的吸附量為 142mg/g。
[0076] 申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細方法才能實施。所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于吸附六價鉻離子的磁性吸附劑，其特征在于，該吸附劑包括微米級磁性聚苯乙烯微球載體和負載在磁性聚苯乙烯微球表面的含氮雜環(huán)化合物功能基團。
2.如權(quán)利要求1所述的吸附劑，其特征在于，所述含氮雜環(huán)化合物為哌啶、吡啶、咪唑、甲基咪唑、三氮唑、三唑鈉或其鹽類中的任意一種或者至少兩種的混合物； 優(yōu)選地，所述聚苯乙烯微球載體為超順磁性，其粒徑為1?509 %飽和磁化強度為20?406皿1/仏？6304含量為30?50%。
3.—種如權(quán)利要求1或2所述的用于吸附六價鉻離子的磁性吸附劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)磁性聚苯乙烯微球的制備； (2)表面含有烷基氯功能基團的磁性聚苯乙烯微球的制備； (3)通過磁性聚苯乙烯微球在有機溶劑中與含氮雜環(huán)化合物發(fā)生取代反應(yīng)，得到含氮雜環(huán)化合物改性磁性聚苯乙烯微球，即，用于吸附六價鉻離子的磁性吸附劑。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(1)制備磁性聚苯乙烯微球的方法為: 首先將^6(:1^640與？乂12 ?4！！20按摩爾比2:1的比例溶解到水中，得到混合水溶液，在氮氣環(huán)境下升溫至60?901，加入濃氨水，待溶液變黑后逐滴加入油酸制備成油酸包覆？0304凝膠體；然后將該凝膠體與苯乙烯單體、二乙烯苯和過氧化苯甲酰混合形成油相，力口入到由水、聚乙烯醇、似和亞甲基藍組成的水相中，升溫，并在攪拌條件下反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后，洗滌，得到磁性聚苯乙烯微球。
5.如權(quán)利要求? 6??！20 與？6012.祖20的濃度獨立地為0.1?0.5001/1 ； 優(yōu)選地，所述濃氨水的用量為3?101^/10011^混合水溶液； 優(yōu)選地，所述油酸的用量為1?51^/10011^混合水溶液； 優(yōu)選地，所述油相中，油酸包覆？0304凝膠體、苯乙烯單體、二乙烯苯和過氧化苯甲酰的比例為:每18油酸包覆從凝膠體，加入2?5111[苯乙烯、0.1?0.31111 二乙烯苯以及0.01?0.02^過氧化苯甲酰； 優(yōu)選地，所述水相中，水、聚乙烯醇和版1(:1比例為:每100此水加入1?38聚乙烯醇和2?5咖； 優(yōu)選地，所述攪拌的轉(zhuǎn)速為600?120017111111。
6.如權(quán)利要求3-5之一所述的方法，其特征在于，步驟(2)制備表面含有烷基氯功能基團的磁性聚苯乙烯微球的方法為: 向磁性聚苯乙烯微球中加入1，2- 二氯乙燒，溶脹6?12小時；然后將由無水三氯化鋁、1，2- 二氯乙烷和氯乙酰氯組成的混合液均勻地滴加到含有磁性聚苯乙烯微球的溶液中進行?；磻?yīng)，并不斷攪拌，待反應(yīng)結(jié)束后洗滌，得到表面含有烷基氯功能基團的磁性聚苯乙烯微球。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，每的磁性聚苯乙烯微球加入30?90011, 2-二氯乙烷； 優(yōu)選地，每18磁性聚苯乙烯微球，加入由3?108無水三氯化招、30?9011111，2-二氯乙烷和2?7邑氯乙酰氯組成的混合液； 優(yōu)選地，滴加速率為2?5秒/滴。
8.如權(quán)利要求3-7之一所述的方法，其特征在于，步驟(3)為: 將步驟(2)的產(chǎn)物在有機溶劑中與含氮雜環(huán)化合物混合均勻，在機械攪拌冷凝回流條件下，氮氣環(huán)境下80?901反應(yīng)12?24小時，待反應(yīng)結(jié)束后洗滌，得到含氮雜化化合物改性磁性聚苯乙烯微球，即，用于吸附六價鉻離子的磁性吸附劑； 優(yōu)選地，步驟(3)所述的有機溶劑為隊化二甲基甲酰胺、乙醇或乙腈中的任意一種或者至少兩種的混合物； 優(yōu)選地，步驟⑶中，步驟⑵的產(chǎn)物與含氮雜環(huán)化合物的比例為:每18步驟⑵的產(chǎn)物加入0.2?0.58含氮雜環(huán)化合物； 優(yōu)選地，步驟(3)中，步驟(2)的產(chǎn)物與有機溶劑的比例為:每18步驟(2)的產(chǎn)物加入10?100此的有機溶劑。
9.如權(quán)利要求3-8之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)先將？6013?6??！20與56(? ?4！！20按摩爾比2:1的比例溶解到水中，氮氣環(huán)境下升溫至60?901，加入濃氨水，待溶液變黑后逐滴加入油酸制備成油酸包覆？6304凝膠體；然后將其與苯乙烯單體、二乙烯苯和過氧化苯甲?；旌闲纬捎拖?，加入到由水、聚乙烯醇、似和亞甲基藍組成的水相中，升溫600?120017^111攪拌反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后用去離子水與乙醇洗滌，得到磁性聚苯乙烯微球； (2)每18磁性聚苯乙烯微球，加入30?90此1，2-二氯乙烷，溶脹6?12小時；然后將由3?108無水三氯化鋁、30?90此1，2- 二氯乙烷和2?氯乙酰氯組成的混合液以2?5秒一滴的速率均勻地滴加到含有磁性聚苯乙烯微球的溶液中進行酰基化反應(yīng)，并不斷攪拌；反應(yīng)結(jié)束后用去離子水和乙醇反復(fù)洗滌，得到表面含有烷基氯功能基團的磁性聚苯乙烯微球； (3)將步驟(2)的產(chǎn)物在有機溶劑中與含氮雜環(huán)化合物混合均勻，在機械攪拌冷凝回流條件下，氮氣環(huán)境下80?901反應(yīng)12?24小時；反應(yīng)結(jié)束后用去離子水和乙醇反復(fù)洗滌，得到含氮雜化化合物改性磁性聚苯乙烯微球，即用于吸附六價鉻離子的磁性吸附劑。
10.一種如權(quán)利要求1或2所述的用于吸附六價鉻離子的磁性吸附劑的用途，其特征在于，其用于吸附0 01)。
【文檔編號】C02F1/28GK104353435SQ201410610323
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】劉會洲, 孫西同, 楊良嶸 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所