用含取代基丙硫醇的改性硅胶对溶液中金属离子进行吸附回收的方法技术

本发明专利技术公开了一种用含取代基丙硫醇的改性硅胶对溶液中金属离子进行吸附回收的方法，以活化硅胶为载体和骨架，将活化硅胶与含取代基丙硫醇进行反应，形成含强螯合能力的含取代基丙硫醇改性硅胶，以该含取代基丙硫醇改性硅胶为吸附剂，将溶液中的金属离子吸附在改性硅胶固体上，再通过洗脱将金属离子进行分离和回收。本发明专利技术可高效、选择地吸附溶液中的金属离子，工艺简单、成本低、金属吸附率高、环境友好。

【技术实现步骤摘要】
用含取代基丙硫醇的改性硅胶对溶液中金属离子进行吸附回收的方法
本专利技术涉及用含取代基丙硫醇的改性硅胶对溶液中金属离子进行吸附回收的方法。
技术介绍
贵金属主要是指金、银和铂族金属六个元素(铂、钯、钌、铑、铱和锇)，作为稀有资源，贵金属有“工业维生素”之称，广泛应用在医药、化工、电镀、电子、国防军工等领域。在这些工业产品的生产过程中，不可避免的会有一定含量的金属残留物被遗留在产品中，或者被大量排放到工业废液中。一方面，由于资源稀有，回收这些流失的贵金属具有重要经济意义；另一方面，残留在工业废液中的贵金属会造成环境污染，遗留在药品中的贵金属对人类的健康不利。因此，贵金属的清除、吸附和回收处理在经济、健康以及环境保护方面都是非常重要的工业环节，而金属吸附剂具有高效、稳定、低成本、工艺简单等优势，是最有前景的方法。随着日益成为全球制造业大国，中国已成为世界贵金属最大消费国，贵金属的回收和循环利用处理对于降低企业生产成本和环境保护方面都具有重要意义，已成为近年来的一个活跃的研究领域。如在石油化工领域，丁辛醇行业近年飞速发展，需要大量铑派克催化剂，许多精细化工产品加氢过程需要钯碳加氢催化剂，治疗禽流感的特效药物达菲合成过程需要醋酸钯催化剂、美罗锫南合成过程需辛酸铑作为环化催化剂、伊维菌素合成过程需三苯基膦氯化铑作选择加氢催化剂等等。这些催化剂在失活后作为废催化剂化合物溶解在残液中，往往含有几十个ppm贵金属，现在通常采用的方法是将溶剂蒸干成为固体残渣后焚烧，最后加氧化性强酸溶解后，再精制得到纯金属，这种方法虽然方法简单，易于实现，但生产周期长，污染严重，能耗高，贵金属流失大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用含取代基丙硫醇的改性硅胶对溶液中金属离子进行吸附回收的方法，可高效、选择地吸附溶液中的金属离子，工艺简单、成本低、金属吸附率高、环境友好。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是设计一种用含取代基丙硫醇的改性硅胶对溶液中金属离子进行吸附回收的方法，以活化硅胶为载体和骨架，将活化硅胶与含取代基丙硫醇进行反应，形成含强螯合能力的含取代基丙硫醇改性硅胶，以该含取代基丙硫醇改性硅胶为吸附剂，将溶液中的金属离子吸附在改性硅胶固体上，再通过洗脱将金属离子进行分离和回收。所述含取代基丙硫醇的结构为：其中HX为取代基，X可选O，S，N等。优选的，所述含取代基丙硫醇中的取代基包括羟基、胺基和巯基。优选的，所述金属离子包括铂族金属(铂、钯、钌、铑、铱、锇)离子和金、银、镍、汞、铅离子；所述溶液为水溶液或有机物溶液。优选的，上述用含取代基丙硫醇的改性硅胶对溶液中金属离子进行吸附回收的方法，具体包括如下步骤：a)硅胶的活化：将1质量份硝酸加入1质量份硅胶中，加热回流6小时，冷却后用蒸馏水洗至中性，密封放置，再用6N盐酸于室温浸泡24小时，再用蒸馏水洗至中性，再将处理过的硅胶置入马弗炉中于150℃干燥12小时，再置入真空干燥箱中于120℃干燥48小时，得到活化硅胶；b)含取代基丙硫醇改性硅胶的制备：在干燥的反应容器中投入4-8质量份活化硅胶和1质量份取代基丙硫醇，并加入有机溶剂，于70℃搅拌反应6-12小时，过滤，在搅拌下依次用甲苯和无水乙醇溶解、洗涤12小时，再置入真空干燥箱中于60℃干燥48小时，得到含取代基丙硫醇改性硅胶；将含取代基丙硫醇改性硅胶进行红外光谱测定，在2800-2900cm-1处明显会出现-CH2-的特征吸收峰；所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、氯仿、二氯甲烷、苯和甲苯；c)含取代基丙硫醇改性硅胶使用前的预处理：先用无水乙醇洗涤改性硅胶，然后用去离子水浸泡、洗涤，烘干备用；d)金属离子的吸附和回收：首先根据含取代基丙硫醇在硅胶中的含量计算出吸附能力，以吸附能力计算出改性硅胶的理论用量，按理论用量的3-10倍将改性硅胶加入待吸附的溶液中，浸泡吸附0.5-24小时，再过滤，测定吸附后溶液中的金属含量，计算吸附率；再用含2-10％硫脲的2N盐酸对吸附剂进行洗脱，过滤，测定脱附液中的金属含量，计算脱附率。优选的，所述步骤a)中，将硅胶研磨至比表面为700m2/g，平均孔径不小于10nm。优选的，所述步骤d)中，待吸附的溶液的温度控制在0-70℃。优选的，所述步骤d)中，先将改性硅胶装入固定柱中，将待吸附的溶液以0.2-5L/hr的速度通过固定柱进行吸附，吸附时间为0.5-24小时，直至溶液中的金属离子浓度不再降低。优选的，所述步骤d)中，改性硅胶吸附剂的用量为5-60克/升。本专利技术的优点和有益效果在于：提供一种用含取代基丙硫醇的改性硅胶对溶液中金属离子进行吸附回收的方法，可高效、选择地吸附溶液中的金属离子，工艺简单、成本低、金属吸附率高、环境友好。改性硅胶吸附法是以具有一定孔径和比表面的高强度硅胶为骨架和载体，连接有特定结构的活性功能化合物，能高效、选择地与溶液中的金属离子结合，形成稳定的螯合物，达到与溶液分离的目的。在一定的条件下可以将螯合物中的金属离子洗脱下来，经精制得到纯的贵金属或贵金属盐类。取代基丙硫醇中的硫具有极强的螯合配位作用，可以与许多金属离子形成稳定的螯合物，大幅提高改性硅胶对金属离子的配位、吸附能力，得到吸附性能良好的改性硅胶。本专利技术中的吸附剂--取代基丙硫醇改性硅胶具有吸附速度快、吸附率高等特点，不仅适用于水溶液，还适用于有机溶液体系；吸附剂吸附金属离子后经脱附可重复利用。且吸附剂制备工艺简捷，原料易得，价格低廉，易于工业规模化生产。改性吸附剂对铂族贵金属离子的吸附率均在95％以上，有的可达99.9％。对浓度不大于1ppm的的金属溶液仍有很好的吸附效果。硫脲-盐酸溶液对饱和的改性硅胶上金属离子的脱附率可达96％以上。洗脱后的改性硅胶仍保持良好的强度和孔径分布，对金属离子的吸附能力可达原来的95％以上，可重复使用。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。本专利技术具体实施的技术方案是：实施例1a)硅胶的活化：将50ml1∶1硝酸加入20g硅胶中，加热回流6小时，冷却后用蒸馏水洗至中性，密封放置，然后用6N盐酸在室温下浸泡，用蒸馏水洗至中性，将处理过的硅胶置于马弗炉中150℃干燥12小时，再置于真空干燥箱中于120℃干燥48小时，得到活化硅胶，备用。b)含取代基丙硫醇改性硅胶的制备：在干燥的100ml三口烧瓶中放入20g活化硅胶和5g1-丙硫醇，加入60ml二氯甲烷，于70℃搅拌下回流反应6小时，过滤，在电动搅拌下，依次用甲苯和95％乙醇溶解、洗涤12小时，再置于真空干燥箱中于60℃干燥48小时，得到用1-丙硫醇改性后的硅胶。c)含取代基丙硫醇改性硅胶使用前的预处理：先用无水乙醇洗涤改性硅胶，然后用去离子水浸泡、洗涤、烘干，密封保存备用。d)金属离子的吸附和回收：精确称量0.5g氯化钯(钯含量60％)，加入容积为1L的容量瓶中，加入1N的盐酸至刻度，得到含钯为3000ppm的水溶液，该溶液中钯总含量为2.8mmol，根据1-丙硫醇在硅胶上的量计算出其吸附能力为5-8mmol/g，可知1g改性硅胶就可以完全吸附溶液中的钯，采用为按理论用量的十倍以上加入吸附剂，实际添加量为10克(以下各实例参考本例)。将1本文档来自技高网...

【技术保护点】
用含取代基丙硫醇的改性硅胶对溶液中金属离子进行吸附回收的方法，其特征在于，以活化硅胶为载体和骨架，将活化硅胶与含取代基丙硫醇进行反应，形成含强螯合能力的含取代基丙硫醇改性硅胶，以该含取代基丙硫醇改性硅胶为吸附剂，将溶液中的金属离子吸附在改性硅胶固体上，再通过洗脱将金属离子进行分离和回收。

【技术特征摘要】
1.用含取代基丙硫醇的改性硅胶对溶液中金属离子进行吸附回收的方法，其特征在于，以活化硅胶为载体和骨架，将活化硅胶与含取代基丙硫醇进行反应，形成含强螯合能力的含取代基丙硫醇改性硅胶，以该含取代基丙硫醇改性硅胶为吸附剂，将溶液中的金属离子吸附在改性硅胶固体上，再通过洗脱将金属离子进行分离和回收；所述含取代基丙硫醇中的取代基包括羟基、胺基和巯基；所述金属离子包括铂族金属离子和金、银、镍、汞、铅离子；所述溶液为水溶液或有机物溶液；上述用含取代基丙硫醇的改性硅胶对溶液中金属离子进行吸附回收的方法，具体包括如下步骤：a)硅胶的活化：将1质量份硝酸加入1质量份硅胶中，加热回流6小时，冷却后用蒸馏水洗至中性，密封放置，再用6N盐酸于室温浸泡24小时，再用蒸馏水洗至中性，再将处理过的硅胶置入马弗炉中于150℃干燥12小时，再置入真空干燥箱中于120℃干燥48小时，得到活化硅胶；b)含取代基丙硫醇改性硅胶的制备：在干燥的反应容器中投入4-8质量份活化硅胶和1质量份取代基丙硫醇，并加入有机溶剂，于70℃搅拌反应6-12小时，过滤，在搅拌下依次用甲苯和无水乙醇溶解、洗涤12小时，再置入真空干燥箱中于60℃干燥48小时，得到含取代基丙硫醇改性硅胶；所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、氯仿、二氯甲烷、苯和甲苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王胜国，
申请(专利权)人：苏州鼎驰金属材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32