[发明专利]一种以4-哌啶基哌啶为配体的螯合树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种以4‑哌啶基哌啶为配体的螯合树脂，结构单元如式(I)所示。该螯合树脂可选择性吸附浸出液中的镍离子，对Mn²⁺、Zn²⁺、Co²⁺、Cu²⁺的吸附量低；吸附速度快，洗脱时间短，可缩短回收时间；洗脱率高并且可重复使用。本发明还公开了该螯合树脂的制备方法，首先将氯球浸泡在DMF中，至氯球充分溶胀；依次加入4‑哌啶基哌啶和催化剂，然后，在惰性气体保护下进行取代反应；过滤反应液，滤饼经DMF、水洗涤后于饱和氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中浸泡，再次洗涤后真空干燥得到所述的螯合树脂。该方法原料价廉易得，操作简便，产率高。本发明还提供了所述的螯合树脂在化工废水雷尼镍回收中的应用。

技术领域

本发明涉及螯合树脂技术领域，具体涉及一种螯合树脂及其制备方法和在回收镍中的应用。

背景技术

近年来环境污染加剧，重金属污染也更加严重，尤其是电镀、工矿、化工等行业排放的重金属废液尤为严重。镍广泛用于电镀、印刷电路板、材料等行业，而这些产业每天均会排放大量的含镍废水。镍作为第二防控重金属污染物，其排放的浓度不能过高。目前，寻找一种操作简单、廉价并且高效的镍废水处理方法，是解决此问题的关键。

现如今处理含镍废水的方法主要有沉淀法、还原法、离子交换法和树脂吸附法。沉淀法和还原法具有操作简单、处理费用低等优点，是大多数中小企业采用的方法。但是传统的方法无法处理镍络合废水，以致于废水中的镍含量浓度无法达到标准要求。

树脂吸附法具有机械强度高、化学稳定性好，无二次污染等优点，对废水中的镍回收具有较好的应用前景。尤其是螯合吸附树脂因具有吸附容量大、富集倍数高、选择性好、操作简便、易再生等优点而广泛地应用于选择性分离富集水溶液中的痕量金属离子。

然而，现有的螯合树脂在回收金属镍时，难以避免其它离子的影响。公开号为CN110453070A的中国发明专利申请公开了一种从红土镍矿浸提液中提取镍的螯合树脂，可选择性吸附镍离子，实现与铁锰钙杂质离子分离，经核实该发明具体实施例中用到的均为离子交换型树脂，并且另一件公告号为CN104231141B的中国发明专利记载这种螯合树脂对铜具有高选择性，吸附容量为0.5mmol/g。因此，亟需开发一种可选择吸附镍离子，实现与杂离子分离的螯合树脂。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种以氯球为母体，以4-哌啶基哌啶为配体的螯合树脂，该螯合树脂具有对镍离子吸附性能好、选择性高、对Mn²⁺、Zn²⁺、Co²⁺、Cu²⁺吸附量小；最佳酸度pH为弱酸性；吸附速度快，洗脱时间短，可缩短操作时间；洗脱率高、可重复利用等特点。本发明还提供了该螯合树脂的制备方法及其在回收镍中的应用。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案为：

一种螯合树脂，以氯球为母体，以4-哌啶基哌啶为配体，结构单元如式(I)所示：

所述的氯球为大孔型氯甲基化交联聚苯乙烯微球，亦名大孔型氯甲基化交联聚苯乙烯或PS-CH₂Cl。

本发明还提供了所述的螯合树脂的制备方法，以氯甲基聚苯乙烯(氯球)为母体，以4-哌啶基哌啶为配体，具体包括以下步骤：

(1)将氯球浸泡在N,N-二甲基甲酰胺中，直至氯球充分溶胀；

(2)在步骤(1)的所得物中加入4-哌啶基哌啶和催化剂，然后，在惰性气体保护下进行取代反应；

(3)过滤步骤(2)的所得物，滤饼经N,N-二甲基甲酰胺、水洗涤后于饱和氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中浸泡，再用去离子水和有机溶剂洗涤，最后真空干燥得到所述的螯合树脂。

步骤(1)中，所述的浸泡的时间为12～48小时。