[发明专利]一种聚合物负载的金属盐配位萃取剂及其制备与应用

权利要求书

1.一种聚合物负载的金属盐配位萃取剂，其特征是一种聚苯乙烯作为聚合物载体负载的同时结合重金属盐阳离子和阴离子的固体配位萃取剂，该固体配位萃取剂具有以下PS-L1、PS-L2、PS-L3、PS-L4或PS-L5分别所示的结构类型：

式中：R₁为H、CH₃、Br或NO₂；-NR₂来源于含仲胺基团化合物，其包括二乙醇胺，哌啶，吗啡啉，吡咯烷，1-哌嗪甲酰胺，4-哌啶甲酰胺或1-乙酰哌嗪；R₃为-CH₂CH₂-，-CH₂CH₂CH₂-，或苯基。

2.根据权利要求1所述的聚合物负载的金属盐配位萃取剂，其特征在于所述的聚合物载体来源于氯甲基化聚苯乙烯，其氯含量为1.0-5.0mmol Cl/g。

3.根据权利要求1所述的聚合物负载的金属盐配位萃取剂，其特征在于该固体配位萃取剂中，具有以下HL1、HL2、HL3、HL4或HL5结构类型的两性离子双位配体，它们均通过在有机碱作用下的取代反应与聚苯乙烯载体以共价键结合，

所述HL1、HL2、HL3、HL4或HL5中：R₁为H、CH₃、Br或NO₂；-NR₂来源于含仲胺基团化合物，其包括二乙醇胺，哌啶，吗啡啉，吡咯烷，1-哌嗪甲酰胺，4-哌啶甲酰胺或1-乙酰哌嗪；R₃为-CH₂CH₂-，-CH₂CH₂CH₂-，或苯基。

4.根据权利要求3所述的聚合物负载的金属盐配位萃取剂，其特征在于所述两性离子双位配体包括：3-位亚甲基叔胺基取代的水杨醛衍生物(I)和二乙烯三胺、三乙烯四胺、乙二胺、丙二胺或邻苯二胺在甲醇或乙醇中回流8-16小时所制备的席夫碱，以及利用NaBH₄在甲醇或乙醇中反应8-12小时还原该席夫碱所生成的衍生物的一种；

式中：R₁为H，CH₃，Br或NO₂；-NR₂来源于含仲胺基团化合物，其包括二乙醇胺，哌啶，吗啡啉，吡咯烷，1-哌嗪甲酰胺，4-哌啶甲酰胺或1-乙酰哌嗪。

5.权利要求1至4中任一权利要求所述聚合物负载的金属盐配位萃取剂的用途，其特征在于将该萃取剂用于同时吸附去除重金属盐污染废水中的金属离子和阴离子。

6.权利要求1至4中任一权利要求所述聚合物负载的金属盐配位萃取剂的用途，其特征在于利用配体的两性离子特性，通过调节pH值对结合了阳离子和阴离子的萃取剂进行再生和循环使用。

7.权利要求1至4中任一权利要求所述聚合物负载的金属盐配位萃取剂的制备方法，其特征在于采用先合成具仲胺基骨架的Salen-类席夫碱双位配体或其还原衍生物，再将这些物质通过共价键接枝到含氯甲基的聚苯乙烯表面，得到所述固体配位萃取剂。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)席夫碱双位配体HL1，HL3的制备：

0.05-0.10mol3-位亚甲基叔胺基取代的水杨醛衍生物(I)和0.025-0.05mol的烷基二胺或邻苯二胺在50-100ml甲醇或乙醇中，氮气保护下回流8-16小时，旋转蒸发浓缩去除溶剂并在真空下干燥得到黄色席夫碱；

(2)席夫碱还原衍生物HL2，HL4和HL5的制备：

将得到的0.02-0.04mol席夫碱溶于30-50ml甲醇中，再加入0.04-0.10mol的NaBH₄固体，混合物在室温下搅拌12-24h，将混合物过滤，旋转蒸发除去溶剂，二氯甲烷萃取，有机相用无水硫酸钠干燥后，蒸出二氯甲烷，然后在真空下干燥得到黄色固体或黄色半固体HL2、HL4或HL5结构类型的两性离子双位配体；

(3)固体配位萃取剂的制备：

7.5-10克氯甲基化聚苯乙烯树脂在100-150ml无水甲苯中溶胀1-3小时，该氯甲基化聚苯乙烯树脂含氯为1.0-5.0mmol Cl/g；向其中加入50-100ml含30-150mmol HL1、HL2、HL3、HL4或HL5的甲苯溶液，再加入15-75mmol三乙胺，回流12-24小时后过滤，所得固体用无水甲醇洗涤3次，真空干燥后得到所述固体配体萃取剂。