[发明专利]分离高铼酸根离子的印迹聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种分离高铼酸根离子的印迹聚合物及其制备方法和应用，属于湿法冶金领域。该方法首先以高铼酸根(ReO₄^‑)为模板离子，N‑乙烯基吡咯烷酮(NVP)和丙烯酸(AA)为功能单体，N'N‑亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂，H₂O₂‑Vc为引发剂，水为溶剂，采用溶液聚合法制备高铼酸根离子印迹聚合物(ReO₄^‑‑IIP)，并以此为吸附吸附剂对含铼废料溶液中铼(Re)元素进行分离和回收，提高了Re的分离效果和回收效率。本发明制备的离子印迹聚合物选择性高、吸附量大、解吸率及重复利用率高，弥补了传统分离材料在合金湿法回收领域存在的短板。

技术领域

本发明涉及湿法冶金技术领域，具体涉及一种分离高铼酸根离子的印迹聚合物及其制备方法和应用。

背景技术：

铼(Re)属稀有金属，广泛应用于国防、航空航天、核能、电子工业等领域的超耐热部件，其需求量正在迅速上升。但是，全世界Re的储量不足2500吨，我国仅为200多吨，储量与需求间的矛盾，促使Re价格上涨至目前约为3万元/公斤。因此，从合金废料中回收Re等稀有贵重金属，既能实现资源的充分利用，减缓生产原料不足的问题，又能降低成本，增加经济效益，意义重大。

一般采用的方法为先将含Re合金废料溶解，然后将溶液中的Re氧化成高铼酸根离子(ReO₄^-离子)，再通过还原制备高纯度Re，但该方法分离纯化效率低，所获得的铼酸铵纯度低，不能满足我国对于高纯铼酸铵的迫切需求。

离子印迹技术是在分子印迹技术基础上发展起来的一种新型聚合技术，近年来发展较快，并在医药、化工等各个领域得到广泛应用，离子印迹技术中的离子印迹聚合物(Ionimprinted polymer,IIP)是最具代表性的先进吸附分离材料。IIP在制备过程中加入模板离子，通过功能单体与模板离子自组装的方式，制备具有在空间和结合位点上与模板离子完美匹配的特异识别位点的聚合物，实现对模板离子的特异性分离。IIP具有结构预定性、特异识别性、长期稳定性和实施简便等优点，使其在分离领域具有显著优越性，因此已在重金属的分离富集、微量离子的测定、膜分离、电化学传感器、生物方面等诸多领域得到应用。本申请拟采用先进吸附分离材料和离子印迹技术对于合金溶液中的Re离子进行精准分离与纯化。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种分离高铼酸根离子的印迹聚合物的制备方法和应用，具有较好的工程应用价值和经济价值。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种分离高铼酸根离子的印迹聚合物的制备方法，该方法是以高铼酸根(ReO₄^-)为模板离子，N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和丙烯酸(AA)为功能单体，N'N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂，H₂O₂-Vc为引发剂，水为溶剂，采用两步溶液聚合法制备出分离高铼酸根离子的印迹聚合物(ReO₄^--IIP)。

该方法具体包括如下步骤：

(1)低交联聚合物的制备：在三口烧瓶中加入5-10mL蒸馏水和5-10mmol的N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)，待NMBA完全溶解后，依次加入5-10mmol的丙烯酸(AA)和15-20mmol的N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)，向反应体系通入N₂ 10-20min，排除氧气，然后加入1-2mL的H₂O₂-Vc引发剂，反应1-2h；在整个反应过程中，向反应体系持续通入N₂，并进行磁力搅拌得到低交联聚合物；