[发明专利]一种双功能聚合物吸附剂的制备方法及其在回收金中的应用

说明书

本发明公开了一种双功能聚合物吸附剂的制备方法及其在回收金中的应用，属于吸附材料技术领域。将多巴胺(DA)与四氟对苯二腈(TFN)通过芳香亲核反应形成聚合物PDA‑TFN，然后在碱性条件下将氰基转化为酰胺，制成双功能聚合物吸附剂PDA‑TFN‑A。PDA‑TFN‑A含有大量的吲哚结构和酰胺官能团，可与Au(III)特异性结合提高吸附量。PDA‑TFN‑A可将Au(III)还原为Au(0)，对金具有良好的回收性能。本发明合成双功能聚合物的方法简单、成本低、对环境友好且经济高效，通过吸附与还原的协同作用，有望用于电子垃圾废液中的金回收。

技术领域

本发明属于吸附材料技术领域，具体涉及一种双功能聚合物吸附剂的制备方法及其在回收金中的应用。

背景技术

随着经济一体化的到来，电子产业以其低消耗、无污染、高增值等特点已成为全球各国家的主要战略性发展产业。众所周知，电子产业发展过程中会产生大量电子垃圾和电子设备废料，其中含有的贵金属可能造成浪费(Mon,M.；Ferrando-Soria,J.；Grancha,T.；Fortea-Pérez,F.R.；Gascon,J.；Leyva-Pérez,A.；Armentano,D.；Pardo,E.Selectivegold recovery and catalysis in a highly flexible methionine-decorated metal-organic framework.J.Am.Chem.Soc.2016,138,7864-7867)。金作为一种广受欢迎的贵金属，在化工技术等领域中应用广泛。虽然电子垃圾中的金含量远远高于天然矿石，但由于缺乏高选择性、高产量、环保的提取技术，造成了严重的资源浪费。所以，从这类电子垃圾中回收金的新技术新材料对未来的可持续发展至关重要(Cao,W.；Dai,F.；Hu,R.；Tang,B.Z.Economic sulfur conversion to functional polythioamides through catalyst-free multicomponent polymerizations of sulfur,acids,andamines.J.Am.Chem.Soc.2020,142,978-986)。目前已报道的回收金的方法有化学沉淀法、氧化还原法、溶剂萃取法、离子交换法和吸附法等。其中，化学沉淀法在处理后往往会存在二次污染，如大量废渣的产生，在实际应用和生态环境发展中存在负面作用(Yue,C.；Sun,H.；Liu,W.-J.；Guan,B.；Deng,X.；Zhang,X.；Yang,P.Environmentally benign,rapid,andselective extraction of gold from ores and waste electronicmaterials.Angew.Chem.2017,56,9331-9335)。工业上利用氧化还原原理提金，由于使用有毒的氧化试剂，一直存在反应条件苛刻、环境污染严重、能耗高的问题。溶剂萃取法和离子交换法存在操作繁琐、产量低等困难(Raiguel,S.；Gijsemans,L.；Van den Bossche,A.；Onghena,B.；Binnemans,K.Solvent extraction of gold(iii)with diethylcarbonate.ACS Sustain.Chem.Eng.2020,8,13713-13723；Jeffrey,M.I.；Hewitt,D.M.；Dai,X.；Brunt,S.D.Ion exchange adsorption and elution for recovering goldthiosulfate from leach solutions.Hydrometallurgy 2010,100,136-143)。操作简便、经济高效的吸附法受到研究者的广泛关注(Gurung,M.；Adhikari,B.B.；Morisada,S.；Kawakita,H.；Ohto,K.；Inoue,K.；Alam,S.N-aminoguanidine modified persimmontannin:a new sustainable material for selective adsorption,preconcentrationand recovery of precious metals from acidic chloridesolution.Bioresour.Technol.2013,129,108-117)。树脂、碳材料、离子印迹、活性炭等吸附材料广泛被用于金的回收，但存在处理时间长、操作繁琐、无法重复利用的缺陷。因此，设计和使用经济高效且可降解的聚合物对于从废旧电器、电子设备等二次资源中回收金具有极其重要的意义。