[发明专利]一种低氧化态聚间苯二胺化学氧化合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低氧化态聚间苯二胺化学氧化合成方法。

背景技术

导电性聚芳香胺的合成及性能研究一直是研究热点。其中，聚芳香二胺不仅具有更为优异的热稳定性和耐溶剂性，而且是一类绿色、环境友好的新型功能性高分子材料。近年来，聚芳香二胺作为一种新型高效的多功能重金属离子吸附剂得到了人们的关注，包括对银离子、铅离子、汞离子、六价铬等都表现出优异的吸附性能。(Eur.Polym.J.，1996，27，11，1303；2008，44，2108；J.Colloid Inter.Sci.，2001，236，328；J.Colloid Inter.Sci.，2007，313，72；Adv.Funct.Mater.，2008，18，1105)。更重要的是，研究表明聚间苯二胺氧化态(反映氧化程度)对其吸附性能有显著影响。(Langmuir，2009，25，1675)。一般地，氧化态越低，聚间苯二胺对有氧化性的金属离子(如六价铬、银离子等)的吸附性能越强。目前，聚间苯二胺因其高效的银离子回收能力，廉价的生产和简易的制备工艺，已引起广泛的重视。(Chem.Eur.J.，2006，12，4341)。聚间苯二胺的合成方法主要有化学氧化法、电化学法等，其中化学氧化合成方法因为操作简单，产率较其它方法高，用于吸附应用的聚间苯二胺合成多用此法制备。其具体步骤为：将氧化剂溶液逐滴加入间苯二胺水溶液中，在室温下搅拌反应6～10h后，得到聚间苯二胺。但常规化学氧化法存在明显的不足。首先，为了降低聚间苯二胺产物氧化态，常规化学氧化法往往需要削减氧化剂用量或选用弱氧化剂。然而反应体系氧化能力的削弱会大幅降低产物的收率，而且产物氧化态调整程度有限；其次，当前常规化学氧化法的聚间苯二胺产率仍然偏低，在实际操作中一般也只能达到70％左右，不利于工业化应用。(Chem.Rev.，2002，102，2925)。

因此，开发出一种工艺简单，成本低廉的合成方法，在保持高收率的基础上，得到系列低氧化态产物，对于促进聚间苯二胺类聚芳香胺材料的合成及工业化应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是根据现有合成方法的不足，提供低氧化态聚间苯二胺化学氧化合成方法，可大幅提高聚间苯二胺的产率，并得到系列低氧化态产物，改善其对水体中金属银离子的吸附能力。

本发明的目的是通过以下方式实现的。

一种低氧化态聚间苯二胺化学氧化合成方法，在间苯二胺的水溶液中加入氧化剂水溶液反应，同时加入碱液，搅拌均匀，让反应溶液的pH值维持在1-9之间，搅拌反应，过滤、洗涤即得低氧化态聚间苯二胺。

所述碱液的浓度为0.1～3mol·L^-1。所述的碱液包括氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠的溶液等。

所述的氧化剂水溶液及碱液均是在搅拌状态下滴加。

所述的反应时间为4～8小时。

所述的氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾等过硫酸盐。所述的间苯二胺与氧化剂的摩尔比为1∶1～2。

所述的间苯二胺的水溶液的重量百分比的5～20％。

所述的反应在15-35℃下进行。

本发明的有益效果：

(1)以往的方法在加入氧化剂搅拌时，发现溶液的pH值会迅速下降到1以下，直接导致整个反应的产率低以及得到的产品的吸附性能差，本发明基于化学氧化合成法，在加入氧化剂的同时加入碱液，让溶液pH值维持在1-9之间，综合调节反应体系的氧化电位及间苯二胺单体的反应活性，从而可大幅提高聚间苯二胺产率。

(2)通过反应过程中加入的碱液浓度变化，可实现聚间苯二胺产物氧化态调控，并得到系列低氧化态聚间苯二胺产物。

(3)促使聚间苯二胺产物吸附性能改善，表现在产物对水中银离子的吸附能力大幅升高，其吸附量可以达到1886.6mg.g^-1或以上，远高于报道的现有绝大部分银离子吸附剂对银离子的吸附量。

(4)本方法工艺简单，费用低廉，适于工业化批量生产。

附图说明

图1为实施例1-3及对比实施例1’制备的聚间苯二胺的红外光谱图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进一步说明，而不会限制本发明。

实施例1