[发明专利]一种含硫聚酰亚胺树脂作为镍吸附剂的应用

说明书

本发明公开了一种含硫聚酰亚胺树脂作为镍吸附剂的应用，所述含硫聚酰亚胺树脂为无规型含硫聚酰亚胺树脂或嵌段型含硫聚酰亚胺树脂，所述无规型含硫聚酰亚胺树脂的结构式如式I所示，所述嵌段型含硫聚酰亚胺树脂的结构式如式II所示。本发明中，镍的吸附过程简单，操作方便，对于镍元素有特异性的吸附，同时该吸附过程不受铜、镉、钾、钠、钙、镁等元素的干扰。本发明提供的吸附剂可在强酸、高温高压环境中正常使用，并且可以通过简单的脱附过程将树脂材料再生，经济环保。

技术领域

本发明涉及一种含硫聚酰亚胺树脂用作镍吸附剂的应用。

背景技术

镍是一种潜在的环境污染物，在化工冶炼、金属加工等过程中，镍会以各种化合物或者单质的形式进入大气、水体、土壤中，甚至生成剧毒的致癌物羰基镍。环境中镍含量的升高，不仅对动植物生长不利，最终也会影响人体健康。可引起接触性皮炎、中枢性循环和呼吸紊乱、甚至致癌。

与其它重金属类似，镍在环境中不易被代谢，并且有生物放大效应存在，因此危害极大。目前对环境中这类重金属元素的污染，主要采取氧化还原法、吸附法、生物法等进行去除，其中吸附法因为成本低，操作方便、效果好被广泛应用。常用的吸附剂主要有无机吸附剂和有机吸附剂，无机吸附剂主要利用表面多孔性得到较大的比表面积进行物理吸附，对于目标物缺少选择性，同时再生能力差。而常见的有机吸附剂则利用表面不同的官能团与目标物特异性结合进行吸附，但是普通的有机吸附剂往往存在不耐有机溶剂、不耐强酸、不耐高温的缺点，使用范围较窄。另外当前市面上常见的吸附剂中，针对镍元素的吸附剂较为少见。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，利用一种耐有机溶剂、耐强酸、耐高温的含硫聚酰亚胺树脂材料对镍进行选择性吸附。同时提供一种洗脱技术，可以将吸附的镍进行洗脱，从而实现该树脂材料的再生利用。

本发明采用的技术方案是：

一种含硫聚酰亚胺树脂作为镍吸附剂的应用，所述含硫聚酰亚胺树脂为无规型含硫聚酰亚胺树脂或嵌段型含硫聚酰亚胺树脂，所述无规型含硫聚酰亚胺树脂的结构式如式I所示，所述嵌段型含硫聚酰亚胺树脂的结构式如式II所示，

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其中，m，n，x分别为1～1000的整数。

进一步，所述无规型含硫聚酰亚胺树脂或嵌段型含硫聚酰亚胺树脂的合成方法已在Chen,G.,Pei,X.,Wei,H.,Xu,L.and Fang,X.(2015),Synthesis and characterizationof sulfonated block copolyimides derived from 4,4'-sulfide-bis(naphthalicanhydride)for proton exchange membranes.J.Appl.Polym.Sci.,132,41501中公开。

具体的，无规型含硫聚酰亚胺树脂或嵌段型含硫聚酰亚胺树脂可按以下方法制备得到：

无规型含硫聚酰亚胺树脂按以下方法制备：在氮气保护下，将2,2’-二(磺酸基)-4,4’-二氨基二苯醚、三乙胺和间甲酚混合，搅拌使2,2’-二(磺酸基)-4,4’-二氨基二苯醚完全溶解，然后加入4,4’-二氨基二苯醚、硫醚萘二酐和苯甲酸，将此混合物在室温下搅拌30分钟，然后升温至80℃反应4h、再升温至180℃反应18h，冷却到80℃后倒入丙酮中，得到纤维状的聚合物，用丙酮洗涤后，在索氏提取器中用丙酮抽提20h，在150℃真空烘箱中干燥24h，得到无规型含硫聚酰亚胺树脂。所述2,2’-二(磺酸基)-4,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯醚的物质的量之和与硫醚萘二酐的物质的量的比例为1：1，所述2,2’-二(磺酸基)-4,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯醚的物质的量之比为1:0.001～1000，优选1：0.1～10；所述2,2’-二(磺酸基)-4,4’-二氨基二苯醚、三乙胺的物质的量之比为1:2～4，所述4,4’-二氨基二苯醚、苯甲酸的物质的量之比为1:3～5