[发明专利]螯合纤维及其制备方法和在电子废弃物中对Au3+

说明书

本发明提供了一种新型螯合纤维及其制备方法和在电子废弃物中对贵金属Au³⁺分离富集的应用，所述新型螯合纤维以聚丙烯腈纤维为母体，5‑氨基苯并咪唑酮为配体螯合而成。本发明的新型螯合纤维，其性能稳定、吸附容量大、选择性专一，对电子废弃物中的贵金属Au³⁺有很好的选择性吸附，对贵金属回收有重要意义。

技术领域

本发明属于化学技术领域，特别涉及一种新型螯合纤维及其制备方法和应用。

背景技术

电子废弃物俗称“电子垃圾”，是指被废弃不再使用的电器或电子设备。据研究，电子废弃物中除了含有危害人体健康的铅、汞、镉等贵金属外，还蕴含丰富的贵金属。实际上那些被丢弃的电子垃圾具有很好的利用价值，譬如一些旧手机、电脑等散件中可以挑出含金元件，提炼出黄金。而1吨电子板中，可以分离出130公斤铜、20公斤锡、0.45公斤黄金，这些电子垃圾俨然成为老百姓的一座金矿，在废旧电路板中提炼黄金，投资小，原料广泛。随着经济的快速发展，近年我国电子废弃物产生的速度十分惊人，已成为世界第二大电子垃圾生产大国。废旧电路板、废旧电子垃圾、废旧电脑CPU、废旧手机等电子垃圾随处可见。因此，电子垃圾作为“再生资源”受到极大重视，作为一种不受本国矿产资源局限的重要资源，“电子垃圾”回收处理赫然成为隐藏巨大商机的产业。但由于电子垃圾成份复杂，除了黄金之外，贵金属种类繁多，含量高低不等，这给提炼造成了很大难度。

目前对此类贵金属的回收主要由火法冶金、湿法冶金和微生物等方法，但是这些方法都有各自的缺陷，如使用氰化洗金，土法炼金，不但无法干净彻底的回收贵金属，而且污染严重，亟待更好的绿色无污染、回收率高、选择性好的方法。

螯合纤维是指一类通过交联化反应在纤维状聚合物本体上接入各类活性基团制备的多配位型高聚物，能利用不同功能基与不同金属离子的螯合作用获得多元螯合物，对金属离子具有较高的吸附容量和选择性富集能力，在分离、富集及回收金属离子以及海洋资源利用、污水处理、湿法冶金、分析检测等领域应用广泛。近年来，国内各种分离富集材料的研究逐渐活跃起来，这类材料所吸附的离子种类和材料本身的品种也不断被拓广。螯合纤维是近年发展起来的一类纤维状吸附功能性高分子材料。与树脂对比，螯合纤维的比表面积更大，约为树脂的100倍，就算与大孔树脂相比它的比表面积也要高出5～6倍，其纤细的外观形状使其与流体接触时面积大，阻力小，更易扩散。因此，螯合纤维动力学特性优异，吸附效率高，吸附容量大，洗脱比较容易，适宜用来吸附痕量贵金属离子。此外，螯合纤维拥有较高的柔性、机械韧性，可以以各种形貌使用，如：吸附柱等，满足各种应用场合的强度、密度、尺寸要求，被公认为吸附材料的主攻研究方向之一。目前，螯合纤维的种类也非常丰富，但大部分缺乏对Au³⁺具有良好的选择吸附性功能。

发明内容

本发明针对以上缺点，提供了一种新型螯合纤维及其制备方法与应用，以聚丙烯腈纤维为母体，与配体5-氨基苯并咪唑酮进行反应，得到性能稳定、吸附容量高，并对Au³⁺有专一性吸附的新型功能化螯合纤维。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案来实现：

一种新型螯合纤维，其结构式如下：

本发明还提供上述新型螯合纤维的制备方法，包括：以结构如(Ⅱ) 所示的聚丙烯腈纤维为母体，与结构如(Ⅲ)所示的配体发生接枝反应，得到具有所述改性螯合纤维；

所述制备方法具体包括：

(1)将聚丙烯腈纤维于反应溶剂中充分溶胀12h；

(2)在步骤(1)的混合物中加入所述配体，在充满氮气，冷凝回流的条件下，进行接枝反应，得到聚合物；

(3)将步骤(2)得到的聚合物冷却至室温过滤，用去离子水冲洗滤渣至冲洗废水澄清后，置于50℃烘箱中烘干得到所述新型螯合纤维。