[发明专利]一种新型螯合纤维及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于螯合纤维制备技术领域，具体涉及一种新型螯合纤维，其制备方法，及其在处理含金氰废液中的用途。

背景技术

螯合纤维是一种能够吸附并回收金属离子的理想材料，其突出的优点在于：1、螯合纤维具有比表面积大、吸附容量大、吸附速度快等特点；2、被吸附的金属离子易于从螯合纤维上洗脱下来，工作量远小于使用树脂作为吸附剂的情况。

有关螯合纤维的研究过去主要集中在以腈纶纤维为主的以下几种：I、偕胺肟基螯合纤维，例如陶庭先等人利用羟胺与腈纶纤维反应制备了偕胺肟基螯合纤维，该螯合纤维可以广泛吸附铜、锌和金等金属离子，但是这种螯合纤维的选择性较差，并且反应过程对温度较为敏感，易结块（参见：吴之传, 汪学骞, 陶庭先等, 螯合金属离子的腈纶纤维的制备及性能[J], 纺织学报, 2004, 25(6): 36-37）；此外，林伟平等人也研究了该螯合纤维对金离子的吸附，缺点同上（参见：林伟平等, 含偕胺肟基螯合纤维吸附、还原Au³⁺的研究（I）——含偕胺肟基螯合纤维对Au³⁺的吸附行为[J], 高等学校化学学报, 1993, 14(2): 283-286）；II、氨基脲螯合纤维，例如龚波林等人利用氨基脲与腈纶纤维反应制备了氨基脲纤维，该纤维可以用来吸附铋、钒等金属离子，但是这种纤维的稳定性较差（参见：Bolin Gong, Xueqiang Li, Fengrun Wang, et. al., Synthesis of polyacrylacylaminourea chelating fiber and properties of concentration and separation of trace metal ions from samples[J], Analytica Chimica Acta, 2001, 427(2):287-291）；III、胺化纤维，如Young Gun Ko等人在AlCl₃催化下利用多乙烯多胺与腈纶纤维反应制备了胺化纤维，该螯合纤维可以广泛吸附金属离子，但是选择性差，并且吸附容量小（参见：Young Gun Ko, Ung Su Choi, Je Wan Woo, et. al., Equilibrium adsorption model of anions onto a novel synthesized chelating fiber under various pHs and Fourier transform infrared study of these adsorptions[J], Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, 2004, 42(13): 2430~2440）；IV、多(羧甲基)化纤维，例如天津大学张文勤等人利用氯乙酸的碱性溶液与胺化的腈纶纤维反应制备了多(羧甲基)化纤维，该螯合纤维能够将金属离子吸附至污水中呈现出很低的浓度，但是该纤维的吸附容量小，影响其大规模使用（参见：中国发明专利申请CN101264438A）；V、硫酰胺化纤维，例如美国发明专利申请US3821127公开了一种采用硫化钠等与腈纶纤维反应制备的硫酰胺化纤维，该纤维可以吸附金等贵金属，但是该纤维的吸附量有限，并且吸附速度缓慢，不利于使用。

因此，目前亟需一种能够选择性吸附贵金属离子（尤其是金离子），并且吸附容量大、吸附速度快、可重复使用、制备方法简便易行的新型螯合纤维来满足日常生产、科研等方面的需求。

发明内容

首先，针对上述情况，本发明提供了一种用于吸附金离子的螯合纤维，所述螯合纤维以腈纶纤维为基体，所述基体上以共价键负载硫酰胺基基团以及多(二硫代羧甲基)氨基基团，其中每克螯合纤维中硫酰胺基基团的负载量为1~6mmol，多(二硫代羧甲基)氨基基团的负载量为1~5mmol。

其次，本发明还提供了上述螯合纤维的制备方法，该方法包括以下步骤：

1）按照1g腈纶纤维对应25~75ml多胺化浸渍液的比例，将腈纶纤维放置于多胺化浸渍液中，在温度为60~150℃的条件下恒温振荡反应1~12h，经过滤、水洗至中性、干燥，得到多胺化腈纶纤维，其中：所述多胺化浸渍液为乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺的水溶液，溶质的体积百分比为15~85%；