[发明专利]一种水溶性负载金属离子的杂化材料及其制备方法

权利要求书

1.一种水溶性负载金属离子的杂化材料，其特征是：所述水溶性负载金属离子的杂化材料中，羧基、氨基和金属离子间通过离子键和配位键键接；所述羧基和氨基分属分子A和分子B的分子链；

所述分子A和所述分子B中，羧基含量、氨基含量和羟基含量之和大于等于所述分子A和所述分子B的摩尔量之和的160％；

所述通过离子键和配位键键接的羧基和所述通过离子键和配位键键接的氨基含量之和大于等于所述分子A和所述分子B中羧基和氨基摩尔量之和的30％；

所述分子A的相对分子量≥10000，除了羧基的O或氨基的N之外，分子主链主要由C和H组成；

所述分子B的相对分子量≤5000，除了羧基的O或氨基的N之外，分子主链主要由C和H组成；

所述水溶性负载金属离子的杂化材料的结构通式为：

或者

其中，分子链重复单元个数m≥0，n>0；

R₁、R₂和R₃官能团分别为以下官能团中的一种：阳离子基团、阴离子基团或极性非离子基团；所述阳离子基团为叔铵基或季铵基；所述阴离子基团为羧酸基；所述极性非离子基团为羟基、醚基、氨基、酰胺基、巯基或卤基；

M^x+为金属离子，价态x的值为1～3，为：Ag⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Au³⁺、Cr³⁺、Zn²⁺、Pt²⁺、Pd²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺或者为3价稀土金属离子；所述3价稀土金属离子为La³⁺、Ce³⁺、Eu³⁺、Er³⁺、Yb³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺或Pr³⁺。

2.根据权利要求1所述的一种水溶性负载金属离子的杂化材料，其特征在于，带氨基的分子B还包含羟基或羧基；带羧基的分子B还包含羟基或氨基。

3.根据权利要求1所述的一种水溶性负载金属离子的杂化材料，其特征在于，所述羧基位于分子主链或支链；所述氨基位于分子主链或支链。

4.根据权利要求1所述的一种水溶性负载金属离子的杂化材料，其特征在于，所述分子A的分子主链还包括元素O、N或S。

5.根据权利要求1所述的一种水溶性负载金属离子的杂化材料，其特征在于，所述分子B的分子主链还包括元素O、N或S。

6.根据权利要求1所述的一种水溶性负载金属离子的杂化材料，其特征在于，所述金属离子的负载量为10～825mg/g。

7.如权利要求1～6中任一项所述的一种水溶性负载金属离子的杂化材料的制备方法，其特征是：将含分子A物质的水溶液与含分子B物质的水溶液混合，调节反应体系的pH值至4～6，然后向混合液中滴加金属离子盐溶液，滴加完毕后搅拌，得到负载金属离子杂化材料的水溶液，持续搅拌并加入沉淀剂，过滤收集沉淀物，沉淀物干燥后即得到水溶性负载金属离子的杂化材料；

含分子A物质与含分子B物质交叉含有羧基和氨基，即：含分子A物质含羧基时，含分子B物质含有氨基；反之，含分子A物质含氨基时，含分子B物质含有羧基。

8.根据权利要求7所述的一种水溶性负载金属离子的杂化材料的制备方法，其特征在于，将含分子A物质的水溶液与含分子B物质的水溶液混合，是在20～60℃条件下；混合时伴以搅拌；调节反应体系的pH值采用0.1～0.3mol/L的HCl溶液、0.05～0.15mol/L的H₂SO₄溶液或0.1～0.3mol/L的HNO₃溶液；金属离子盐溶液滴加完毕后搅拌，持续时间为1～2h；沉淀物干燥采用真空烘箱干燥。