System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种硫脲基芳香多孔有机聚合物及其制备方法与应用技术_技高网
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一种硫脲基芳香多孔有机聚合物及其制备方法与应用技术

技术编号:44985450 阅读:5 留言:0更新日期:2025-04-15 17:03
本发明专利技术涉及一种硫脲基芳香多孔有机聚合物及其制备方法与应用,属于功能高分子吸附材料技术领域。其制备方法包括:将多种具有不同推(给)电子效应的三元芳香胺单体与廉价的二元异硫氰酸酯单体分别溶解,混合后摇匀,反应得到多孔有机聚合物网络,表现为有机凝胶;将有机凝胶磨成粉末,然后在二氯甲烷中溶剂交换,用索氏提取器处理在甲醇中处理,最后干燥即得。本发明专利技术提供的硫脲基芳香多孔有机聚合物对Au具有良好的吸附选择性,吸附容量高、适应pH范围广,且具有良好的循环吸附性能,制备方法简单,具有较高的实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功能高分子吸附剂制备和贵重金属高效回收,尤其涉及一种硫脲基芳香多孔有机聚合物及其制备方法与应用


技术介绍

1、随着电子信息产业的快速发展,电子产品的更新换代速度越来越快。由于电子设备使用寿命短,所产生的大量电子废弃物处理不当会对环境造成极大的危害。全球电子废弃物的数量将以平均每年4%的速度增长,到2030年将达到7400万吨。电子垃圾中含有许多贵金属元素,其含量普遍高于普通矿石,因此被称为城市矿山。据估计,每吨手机含有铜130公斤、银3.5公斤、金0.34公斤、钯0.14公斤。大部分电子废弃物中的贵金属并未得到正常的回收,反而对环境造成极大的污染。因此,通过从电子废弃物中回收贵金属元素,既可以减少对自然资源的需求和对环境的不利影响,又可以延长有限贵金属资源的使用寿命。

2、在电子废弃物中,黄金是最有价值的。从电子垃圾中回收金始于预处理,通常是一个或多个物理分离过程,然后进行金属回收操作,如火法冶金,湿法冶金和微生物浸出。湿法冶金被认为在现有的电子废物处理的工业解决方案中具有巨大的潜力。传统的湿法冶金方法包括溶剂萃取法、离子交换法、电化学还原法、化学/物理吸附法等,其中化学/物理吸附是最节能和环保的。然而,湿法冶金系统通常较为复杂。这是因为浸出液的来源--电子废弃物是金属、玻璃、塑料、陶瓷等的复杂混合物。据估计,在电子垃圾中可能发现多达69种不同的化学元素。因此,有必要设计开发高效的吸附剂,并实现从复杂体系中选择性吸附贵重金属的回收。

3、近年来,多孔有机聚合物(pops)作为一种新兴的用于贵重金属的化学/物理吸附剂,已受到广泛关注。多孔有机聚合物是由c、h、n、o等轻元素组成的多孔材料,具有比表面积大、物理化学稳定性好、化学组成明确、单体选择范围广、可设计性强等优点,是材料研究的热点之一。中国专利cn 119039545 a报道了一种胍基离子型多孔有机聚合物材料,可用于水中au的吸附剂,其饱和吸附量为1270.76mg/g,但吸附能力离实际应用仍有很大距离。中国专利cn 110078888a报道了一种以硫脲结构连接的多孔有机聚合物,用作michae1反应催化剂,但其制备条件较为苛刻。

4、目前,还未有关于硫脲基芳香多孔聚合物用于回收电子废弃物中au的报道。


技术实现思路

1、针对现有技术中吸附剂制备过程复杂,吸附剂的金吸附容量低、吸附选择性差、循环稳定性差等问题,本专利技术提出了一种硫脲基芳香多孔有机聚合物及其制备方法与应用。基于具有不同推(给)电子效应的构筑单元构筑芳香多孔聚合物,并引入硫脲基,提高其对au的吸附能力。

2、本专利技术的技术方案如下:

3、一种硫脲基芳香多孔有机聚合物(pops)的制备方法,包括如下步骤:将三元芳香胺单体与二元异硫氰酸酯单体分别溶解,混合后摇匀,反应得到有机凝胶;将有机凝胶磨成粉末,然后在二氯甲烷中溶剂交换,洗涤,最后干燥即得。

4、优选地,所述二元异硫氰酸酯单体包括对苯二异硫氰酸酯(pdi)、4,4′-二异硫氰基-1,1′-联苯,双(4-异硫氰酸基苯基)二氮苯,4,4′-二异硫氰基-1,1′-对三联苯,4,4′-二异硫氰基-3,3′,5,5′-四甲基-1,1′-联苯,1,4-二异硫氰基-2,5-二甲基苯中的任意一种。

5、所述二元异硫氰酸酯单体包括对苯二异硫氰酸酯(pdi)。

6、优选地,所述三元芳香胺单体包括三(4-氨基苯基)胺(tapa)、1,3,5-三(4-氨基苯氧基)苯(tapob)中的任意一种。

7、优选地,所述溶解还包括超声、或微波处理。

8、优选地,所述溶解的溶剂为n,n-二甲基乙酰胺(dmac)、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)或二甲基亚砜(dmso)。

9、优选地,所述溶剂交换的交换时间为6~12h,交换次数为2~4次。

10、优选地,家用磨粉机旋转速度为12000~22000转/分。

11、优选地,所述洗涤为用有机溶剂洗涤,所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丙酮中的任意一种或多种,处理温度为50~65℃,洗涤次数为6~12次。

12、优选地,所述干燥具体为:60℃~80℃真空下干燥12~24h。

13、本专利技术还提供了上述的硫脲基芳香多孔有机聚合物的制备方法所制备的硫脲基芳香多孔有机聚合物。

14、本专利技术还提供了上述的硫脲基芳香多孔有机聚合物作为吸附剂在水中吸附au的应用。

15、采用硫脲基芳香多孔聚合物吸附au的原理是:1、废弃物的酸浸液中金的主要存在形式为[aucl4]-,而根据皮尔逊软硬酸碱理论,硫脲结构与[aucl4]-之间存在较强的软软相互作用。2、硫脲作为一种富氢键结构,与存在氢键的相互作用。3、硫脲中的氨基可进一步质子化或通过menshutkin反应来带正电,与[aucl4]-之间产生电荷相互作用。4、同时,[aucl4]-具有较高的氧化还原电位,较容易发生还原反应,含n和s的硫脲结构可以在螯合为au(iii)的同时将au(iii)还原为au(i)和au(0)。

16、与现有技术相比,本专利技术的具有如下有益效果:

17、(1)本专利技术基于异硫氰酸酯与芳香胺的亲核加成反应,选择三元芳香胺单体与二元异硫氰酸酯单体进行反应,交联生成了具有硫脲结构的多孔有机聚合物网络。这一材料具有制备方法简单,反应条件要求低,成本低廉等优势,易于工业化生产。

18、(2)本专利技术所选择的硫脲基pops,由于其所包含的硫脲位点与金之间有着很强的作用,对金具有极大的选择性,吸附剂最大吸附容量可达4745.87mg/g,并且由于吸附剂具有一定的还原效果,室温反应能够避免材料的氧化,循环吸附性能好,在目前吸附剂中处于领先水平,实现了环保的室温炼金。

19、(3)本专利技术所制备的硫脲基pops适用ph范围广,在ph 1-7的条件下都保持较高的吸附容量。

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【技术保护点】

1.一种硫脲基芳香多孔有机聚合物的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将三元芳香胺单体与二元异硫氰酸酯单体分别溶解,混合后摇匀,反应得到有机凝胶;将有机凝胶磨成粉末,然后在二氯甲烷中溶剂交换,洗涤,最后干燥即得。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述二元异硫氰酸酯单体选自对苯二异硫氰酸酯、4,4′-二异硫氰基-1,1′-联苯,双(4-异硫氰酸基苯基)二氮苯,4,4′-二异硫氰基-1,1′-对三联苯,4,4′-二异硫氰基-3,3′,5,5′-四甲基-1,1′-联苯,1,4-二异硫氰基-2,5-二甲基苯中的任意一种或多种。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述三元芳香胺单体包括三(4-氨基苯基)胺、1,3,5-三(4-氨基苯氧基)苯中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述溶解还包括超声、微波处理。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述溶剂交换的交换时间为6~12h,交换次数为2~4次。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述打成粉末为:通过家用磨粉机,旋转速度为12000~22000转/分。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述洗涤为用有机溶剂洗涤,所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丙酮中的任意一种或多种,处理温度为50~65℃,洗涤次数为6~12次。

8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述干燥具体为:60℃~80℃真空下干燥12~24h。

9.权利要求1-8任一项所述的硫脲基芳香多孔有机聚合物的制备方法所制备的硫脲基芳香多孔有机聚合物。

10.权利要求9所述的硫脲基芳香多孔有机聚合物作为吸附剂在水中吸附Au的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种硫脲基芳香多孔有机聚合物的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将三元芳香胺单体与二元异硫氰酸酯单体分别溶解,混合后摇匀,反应得到有机凝胶;将有机凝胶磨成粉末,然后在二氯甲烷中溶剂交换,洗涤,最后干燥即得。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述二元异硫氰酸酯单体选自对苯二异硫氰酸酯、4,4′-二异硫氰基-1,1′-联苯,双(4-异硫氰酸基苯基)二氮苯,4,4′-二异硫氰基-1,1′-对三联苯,4,4′-二异硫氰基-3,3′,5,5′-四甲基-1,1′-联苯,1,4-二异硫氰基-2,5-二甲基苯中的任意一种或多种。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述三元芳香胺单体包括三(4-氨基苯基)胺、1,3,5-三(4-氨基苯氧基)苯中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述溶解还包...

【专利技术属性】
技术研发人员:喻桂朋王子豪唐俊涛顾帅
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:

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