[发明专利]一种新型的用于稀土吸附分离的聚合物接枝改性SiO2

说明书

本发明提供了一种基于酰胺荚醚基团的稀土离子吸附材料的制备方法。包括如下步骤：1)酰胺荚醚单体的制备；2)引发剂官能团修饰的SiO₂的制备；3)聚合物接枝改性SiO₂。将含酰胺荚醚基团的烯烃单体在硅胶表面进行聚合，得到的聚合物接枝改性硅胶具高吸附容量和选择性的特点。本发明在资源的回收利用、环境保护及生物体样本的分析检测中都有十分重要的应用。

技术领域

本发明是关于稀土离子吸附分离材料制备方法领域，特别涉及一种基于酰胺荚醚基团的吸附材料的制备方法。

背景技术

稀土的富集、分离技术在资源的回收利用、环境保护及生物体样本的分析检测中都有十分重要的应用。在众多的稀土的富集分离方法中，吸附法具有其特有的优势。在众多的吸附材料中，有些材料虽然吸附容量较高，但是对碱金属、碱土金属及过渡金属这些共存离子也存在较强吸附。而在处理实际样品时，这些离子的浓度一般要比稀土离子高很多倍。因此选择性也是衡量吸附剂性能的重要指标。

酰胺荚醚基团是一种对于三价稀土离子有很好配位能力的官能团，已经应用于萃取剂，并且将其用于吸附剂的改性也逐渐受到关注(Chemical reviews.2012,112,1751)。专利CN102993042B公开了一种二酰胺荚醚萃取剂的合成方法，在叔胺的作用下，由氯甲酸酯与二苷酸酐先生成混合酸酐，再和胺反应生成二酰胺荚醚萃取剂。专利CN107513614A公开了一种3-氧戊二酰胺类萃取剂在贵金属金的萃取中的应用，3-氧戊二酰胺类萃取剂为酰胺荚醚类萃取剂。但目前酰胺荚醚改性的吸附材料往往是在基底表面键合上单层带有配位基团的有机小分子，这就使得吸附剂的配位基团含量少，吸附容量有限(ChemistryLetters.2014,43,1414)。通过分子设计合成同时含有酰胺荚醚基团和碳碳双键的功能单体，通过单体聚合的方式可以提高酰胺荚醚基团的含量，从而有望制备同时具有较高吸附容量和选择性的吸附剂。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有产品中的不足，将含酰胺荚醚基团的烯烃单体在硅胶表面进行聚合，得到的聚合物接枝改性硅胶具高吸附容量和选择性的特点。本发明的技术方案是：

一种基于酰胺荚醚基团的稀土离子吸附材料的制备方法，包括如下步骤：

1)酰胺荚醚单体的制备；

2)引发剂官能团修饰的SiO2的制备；

3)聚合物接枝改性SiO2；将2-10份步骤1)制备的酰胺荚醚单体、1份步骤2)制备的引发剂官能团修饰的SiO2和5-30份DMSO混合，经冷冻-脱气-熔融后，在60-80℃下反应得到吸附材料。

所述的酰胺荚醚单体可通过下述步骤制备：

1)将1份二甘酸酐和1份二烷基胺在有机溶剂中搅拌2-5小时，粗产物重结晶后记为产物1。

其中二烷基胺可以是二乙胺、二正丁胺或二正辛胺。有机溶剂可以是二氯甲烷或甲苯。

2)将1份产物1、1份Boc-EDA、1份HOBT、1份DCC在THF中反应4-8小时。反应结束后过滤，滤液浓缩后用柱层析方法纯化，得到产物记为2

3)将1份产物2和1份盐酸在室温下反应4-10小时得到产物3。

4)1份产物3、1份丙烯酰氯和1份三乙胺在二氯甲烷中，室温下反应2-6小时。粗产物经柱层析纯化后得到含酰胺荚醚基团的单体。

所述的引发剂官能团修饰的SiO₂可通过下述步骤制备：