[发明专利]一种聚苯胺中空微球的制备及回收电子垃圾中的贵金属及其再利用的方法

权利要求书

1.一种聚苯胺中空微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)首先制备特定尺寸大小的硅球，并在硅球上面引入乙烯基官能团作为后续反应位点，硅球的大小为80-120nm；

(2)在得到的硅球壳上引入一层薄的聚(二乙烯苯)交联聚合物层，并引入苯胺官能团作为后续反应位点；

(3)继续将其与苯胺共混，并进行聚合反应，反应得到厚度可控的聚苯胺包覆的硅球产物；

(4)利用HF进一步刻蚀掉内层的硅球壳，得到聚苯胺中空微球，并进一步用氨水洗涤使聚苯胺恢复到本征态。

2.根据权利要求1所述一种聚苯胺中空微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)SiO₂-MPS的合成

将正硅酸乙酯(TEOS)加入到乙醇，去离子水以及氨水的混合溶液中，将混合液在室温下剧烈搅拌，随后，将甲基丙烯酸3-(三甲氧基硅基)丙酯(MPS)加入到硅溶胶中反应，在硅纳米球上引入C＝C键；反应结束后，硅纳米球进行离心提纯，随后依次分散在丙酮，乙醇和去离子水中进行洗涤；得到的SiO₂-MPS在真空室温下干燥过夜；

(2)合成SiO₂@PVAn微球

将SiO₂-MPS超声分散在乙腈中，随后依次加入四乙烯基苯胺(VAn),二乙烯苯(DVB)，并加入偶氮二异丁腈(AIBN)来引发聚合；回流反应，将反应得到的SiO₂@PVAn微球离心分离收集，并依次用四氢呋喃，丙酮和乙醇进行洗涤；得到的SiO₂@PVAn微球在真空室温下干燥过夜；

(3)SiO₂@P(VAn-g-PANI)的合成

将SiO₂@PVAn微球超声分散在HCl中，随后将苯胺加入到溶液中并将温度保持在0℃下继续搅拌；(NH₄)S₂O₈溶解在盐酸中，将该溶液缓慢滴加到上述反应混合物中；温度保持在0℃下剧烈搅拌反应；将得到的产物用过量氨水处理，将聚合得到的聚苯胺转换为本征态的聚苯胺；随后用N-甲基吡咯烷酮(NMP)洗涤离心移除所有未包覆在硅球上的PANI均聚物；将获得的SiO₂@P(VAn-g-PANI)真空室温干燥；

(4)P(VAn-g-PANI)中空微球的制备

将SiO₂@P(VAn-g-PANI)微球加入到HF中，室温搅拌，使得内部的硅球完全刻蚀移除；将得到的P(VAn-g-PANI)中空微球不断分散在乙醇和水中，洗涤离心移除残余的HF和SiF₄；用氨水将质子化的聚苯胺转换为本征态的聚苯胺，冷冻干燥得到P(VAn-g-PANI)中空微球。

3.根据权利要求1所述一种聚苯胺中空微球的制备方法，其特征在于，所述聚苯胺中空微球直径为50-1000nm，聚苯胺壁厚为5-500nm。

4.一种聚苯胺中空微球，其特征在于，其由权利要求1-3任一项所述一种聚苯胺中空微球的制备方法所制备。

5.一种权利要求4所述聚苯胺中空微球在回收电子垃圾中的贵金属中的应用。

6.一种权利要求4所述聚苯胺中空微球回收电子垃圾中的贵金属的方法，其特征在于，包括如下步骤：

利用聚苯胺中空微球作为支撑载体和回收剂，将特定量的P(VAn-g-PANI)中空微球超声分散到含贵金属的电子废水中，室温下搅拌后，贵金属的电子废水的颜色变为无色，离心收集得到回收的聚苯胺/贵金属复合物，并用去离子水洗涤。

7.根据权利要求6所述一种聚苯胺中空微球回收电子垃圾中的贵金属的方法，其特征在于，所述聚苯胺中空微球加入到含贵金属的电子废水中，可以自发无能耗的对包括但不限于Ag⁺,Au³⁺,Pt²⁺,Pd²⁺贵金属进行还原回收。