[发明专利]苯并咪唑-偕胺肟纤维及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种苯并咪唑‑偕胺肟纤维及其制备方法和用途。本发明的制备方法包括如下步骤：(1)将5重量份丙烯腈‑丙烯酸甲酯共聚纤维与1～15重量份胺基试剂反应，得到胺化纤维；其中，所述胺基试剂选自乙二胺、三乙烯四胺、二甲胺中的一种或多种；(2)将5重量份胺化纤维与3～20重量份2‑溴苯并咪唑反应，得到苯并咪唑功能化纤维；(3)将5重量份苯并咪唑功能化纤维与10～40重量份盐酸羟胺反应，得到苯并咪唑‑偕胺肟纤维。该方法制备得到的苯并咪唑‑偕胺肟纤维对海水中的铀吸附容量高。

技术领域

本发明涉及一种苯并咪唑-偕胺肟纤维及其制备方法和用途，特别涉及一种用于海水提铀的苯并咪唑-偕胺肟纤维及其制备方法和用途。

背景技术

铀资源在我国核工业发展中具有基础性地位和作用。从铀资源的供需现状和趋势来看，我国经济可采型后备铀资源保有量明显不足。因此，探寻和开拓非常规铀资源是战略性选择之一。

海洋中具有储量巨大的铀资源，其为重要和具有应用前景的非常规铀资源。从海水中提取铀的方法较多，其中吸附法是目前研究较为集中，且使用较多的方法之一。提铀材料是吸附法的关键。海水中铀的浓度很低(约为3.3μg/L)，与铀共存的金属离子较多，海洋环境复杂，在海水提铀过程中还需考虑提铀材料的吸附动力学等因素。此外，由于海水中具有众多的微生物，其附着于吸附材料上，严重影响了吸附材料的重复使用性能。这些因素都给从海水中提取铀带来了很大的困难。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种苯并咪唑-偕胺肟纤维的制备方法，该方法制备得到的苯并咪唑-偕胺肟纤维对海水中的铀吸附容量高。进一步地，本发明的苯并咪唑-偕胺肟纤维抗微生物附着性能好。

本发明的另一目的在于提供一种苯并咪唑-偕胺肟纤维。

本发明的再一个目的在于提供一种苯并咪唑-偕胺肟纤维的用途。

一方面，本发明提供了一种苯并咪唑-偕胺肟纤维的制备方法，包括如下步骤：

(1)将5重量份丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚纤维与1～15重量份胺基试剂反应，得到胺化纤维；其中，所述胺基试剂选自乙二胺、三乙烯四胺、二甲胺中的一种或多种；

(2)将5重量份胺化纤维与3～20重量份2-溴苯并咪唑反应，得到苯并咪唑功能化纤维；

(3)将5重量份苯并咪唑功能化纤维与10～40重量份盐酸羟胺反应，得到苯并咪唑-偕胺肟纤维。

步骤(1)中，丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚纤维与胺基试剂的重量比优选为5:(7～13)；更优选为5:(9～12)。胺基试剂优选为二甲胺或乙二胺中的一种或多种；更优选为二甲胺。这样有助于将适量的苯并咪唑基团引入聚丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚纤维中，从而获得抗生物附着性好且铀吸附容量高的纤维。

根据本发明的制备方法，优选地，步骤(1)中，丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚纤维与胺基试剂在第一溶剂存在下反应，反应温度为40～140℃，反应时间为3～30h；所述第一溶剂选自甲苯、乙醇、甲醇中的一种或多种。

在本发明中，第一溶剂优选为甲醇或乙醇；更优选为甲醇。丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚纤维与第一溶剂的质量体积比可以为1:(30～90)g/mL；优选为1:(40～70)g/mL。

步骤(1)中，反应温度优选为70～130℃；更优选为110～130℃。反应时间优选为7～20h；优选为9～17h。

步骤(1)中还包括将所得反应产物洗涤和干燥的步骤。洗涤所采用的试剂选自丙酮、水中的一种或多种。根据本发明的一个实施方式，依次用丙酮和水洗涤反应产物。可以洗涤多次，例如5～10次。干燥温度为35～70℃；优选为40～60℃。干燥时间为20～36h；优选为20～28h。

根据本发明的制备方法，优选地，步骤(2)中，胺化纤维与2-溴苯并咪唑在第二溶剂、催化剂和缚酸剂的存在下反应；