專利名稱：一種苯胺-2,4-二氨基酚共聚物、其制備方法及在去除水體中鉻離子的應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種共聚物，特別是一種苯胺_2，4- 二氨基酚共聚物及其化學制備方 法，本發明還涉及該共聚物在吸附去除水中鉻離子的應用。
背景技術：
隨著經濟的發展，來源于冶金、金屬加工、電鍍、制革、油漆、顏料等行業排放的含 鉻廢水也日益增多。鉻的毒性與共存價態有關，其中六價鉻的化合物不僅對皮膚和黏膜有 腐蝕性，而且容易在人體內積蓄，具有強烈的毒性和致癌性，甚至導致死亡。含鉻廢水的常 規治理方法中，吸附法因操作簡單、見效快、可循環使用等優點得到廣泛應用，而高效、廉價 的吸附材料一直是研究的熱點。活性炭吸附劑處理效果好，但價格昂貴，再生損失嚴重；農 業副產品、工業廢物以及生物吸附劑來源廣泛，但存在吸附容量小、處理不當容易造成二次 污染等缺點。導電聚合物因具有光、電、磁等方面特殊的性能，備受人們關注，目前已應用于 蓄電池、傳感器、磁療器械等領域。苯胺-2，4-二氨基酚，其原料廉價易得、合成簡便、穩定 性好，共聚物結構中含較多羥基和含氮官能團，能通過絡合、靜電吸附、氧化還原等作用吸 附去除重金屬離子，同時這些官能團具有緩沖pH的作用，提高材料對于水化學條件的適應 性，有望成為新型的重金屬吸附材料。
發明內容
本發明所解決的技術問題是提供一種適應于酸性pH范圍的苯胺_2，4- 二氨基酚
共聚物及其制備方法，利用該共聚物可以吸附去除水中的鉻離子，操作方便，去除效果好。 本發明所述的苯胺-2， 4- 二氨基酚共聚物，是由以下化學方法制備而成 1)將苯胺單體和硫酸溶于去離子水中，攪拌條件下加入2， 4- 二氨基酚鹽酸鹽，其
中苯胺、硫酸與2，4-二氨基酚鹽酸鹽的摩爾比為100 : 250 : 1 5; 2)將過硫酸銨和硫酸配成水溶液，其中過硫酸銨與硫酸的摩爾比為O. 56 : l，使
過硫酸銨和步驟i)得到的溶液中的苯胺單體摩爾比為2 1 : 1 ; 3)將等體積的過硫酸銨和硫酸溶液緩慢加入上述步驟1)配制的反應液中，磁力 攪拌，反應3 12小時； 4)得到反應物先用稀硫酸洗滌、抽濾直至濾液無色，再用去離子水沖洗若干次；
5)將上述步驟4)得到的固體物質在90-ll(TC條件下在真空干燥箱中烘干，得到 苯胺-2，4-二氨基酚共聚物。 本發明還提供了苯胺-2，4-二氨基酚共聚物的制備方法及其在去除水體中鉻離 子的應用。 本發明所述的苯胺-2，4-二氨基酚共聚物性質穩定，合成原料為常見的苯胺、硫 酸、過硫酸銨等材料，廉價易得；制備過程簡單，主要為溶液的配制、混合攪拌、過濾清洗等； 利用該共聚物吸附去除水中鉻離子，適應于含鉻廢水通常的酸性pH范圍；吸附操作方便，只需直接投加攪拌，且吸附容量較大，投加使用量少，去除效果好，具有一定的工業應用前
旦 豕。
圖1是本發明涉及的苯胺_2，4- 二氨基酚共聚物粉末的掃描電鏡形貌圖。 圖2是本發明涉及的含鉻溶液pH對苯胺-2， 4- 二氨基酚共聚物吸附水中鉻離子
的影響。 圖3是本發明涉及的苯胺_2，4- 二氨基酚共聚物吸附水中鉻離子的吸附等溫線。 具體實施例 1、苯胺-2 ，4- 二氨基酚共聚物的化學制備方法
實施例1 : 1)將苯胺單體和硫酸溶于去離子水中，攪拌條件下加入2，4-二氨基酚鹽酸鹽，其 中苯胺、硫酸與2，4-二氨基酚鹽酸鹽的摩爾比為25 : 62.5 : 1; 2)將過硫酸銨和硫酸配成水溶液，其中過硫酸銨與硫酸的摩爾比為O. 56 : l，使 過硫酸銨和步驟1)得到的溶液中的苯胺單體摩爾比為1.4 : 1; 3)將等體積的過硫酸銨和硫酸溶液緩慢加入上述步驟1)配制的反應液中，磁力 攪拌，反應8小時； 4)得到反應物先用稀硫酸洗滌、抽濾直至濾液無色，再用去離子水沖洗若干次；
5)將上述步驟4)得到的固體物質在102t:條件下在真空干燥箱中烘干10h，得到 苯胺-2，4-二氨基酚共聚物。其形貌圖如圖l所示。 圖1是苯胺-2，4-二氨基酚共聚物粉末的掃描電鏡圖。從圖中可以看出該共聚
物的粒子呈現棒狀。 實施例2 : 1)將苯胺單體和硫酸溶于去離子水中，攪拌條件下加入2， 4- 二氨基酚鹽酸鹽，其 中苯胺、硫酸與2，4-二氨基酚鹽酸鹽的摩爾比為100 : 250 : 1; 2)將過硫酸銨和硫酸配成水溶液，其中過硫酸銨與硫酸的摩爾比為O. 56 : l，使 過硫酸銨和步驟l)得到的溶液中的苯胺單體摩爾比為l : 1; 3)將等體積的過硫酸銨和硫酸溶液緩慢加入上述步驟1)配制的反應液中，磁力 攪拌，反應3小時； 4)得到反應物先用稀硫酸洗滌、抽濾直至濾液無色，再用去離子水沖洗若干次；
5)將上述步驟4)得到的固體物質在9(TC條件下在真空干燥箱中烘干10h，得到苯 胺-2，4-二氨基酚共聚物。
實施例3 : 1)將苯胺單體和硫酸溶于去離子水中，攪拌條件下加入2， 4- 二氨基酚鹽酸鹽，其 中苯胺、硫酸與2，4-二氨基酚鹽酸鹽的摩爾比為20 : 50 : 1; 2)將過硫酸銨和硫酸配成水溶液，其中過硫酸銨與硫酸的摩爾比為O. 56 : l，使 過硫酸銨和步驟i)得到的溶液中的苯胺單體摩爾比為2:1; 3)將等體積的過硫酸銨和硫酸溶液緩慢加入上述步驟1)配制的反應液中，磁力
4攪拌，反應12小時； 4)得到反應物先用稀硫酸洗滌、抽濾直至濾液無色，再用去離子水沖洗若干次；
5)將上述步驟4)得到的固體物質在ll(TC條件下在真空干燥箱中烘干10h，得到 苯胺-2，4-二氨基酚共聚物。 2、苯胺-2，4- 二氨基酚共聚物吸附水體中鉻離子的方法
實施例4 : 1)將20mg苯胺_2， 4_ 二氨基酚共聚物加入到30mg L—\50mg L—1的模擬含鉻廢水 中； 2)將上述步驟1)得到的含共聚物的模擬含鉻廢水40mL加入到玻璃容器中，密 封； 3)將上述步驟2)中的玻璃容器置于振動培養箱中，25°。恒溫振蕩24小時；
4)振蕩結束后，抽取10mL含鉻廢水過濾； 5)取lmL上述步驟4)的濾液稀釋，用火焰原子吸收法測定鉻離子濃度(C》；
6)計算共聚物吸附去除率R， R = (C。-Ce)/C。X 100% ; 圖2是25°C ， 20mg共聚物吸附劑，C。 = 30mg L—1和50mg L—1含鉻離子模擬廢水在 不同PH條件的吸附效果圖。從圖2中可以看出在pH = 3. 0-6. 0的范圍內，用此共聚物吸 附劑吸附鉻離子的去除率都在90%左右。
實施例5 : 1)將20mg苯胺-2，4-二氨基酚共聚物加入到l_300mg L—1的模擬含鉻廢水中，含 鉻廢水的pH為5.0 ; 2)將上述步驟1)得到的含共聚物的模擬含鉻廢水40mL加入到玻璃容器中，密 封； 3)將上述步驟2)中的玻璃容器置于振動培養箱中，25°。恒溫振蕩24小時；
4)振蕩結束后，抽取10mL含鉻廢水過濾； 5)取lmL上述步驟4)的濾液稀釋，用火焰原子吸收法測定鉻離子濃度(C》；
6)計算共聚物吸附容量Qe， Qe = (C。-Ce) XV/MX 100% ; 圖3是25t:，20mg共聚物吸附劑，不同初始濃度的模擬含鉻廢水吸附等溫線。可 以看出該材料對鉻離子的吸附效果很好，吸附容量可達到124. 7mg/g。 以上是本發明的思路及實施方法，具體應用途徑很多，應當指出，對于本技術領域 的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應 視為本發明的保護范圍。
權利要求
一種苯胺-2，4-二氨基酚共聚物，其特征在于由以下方法制備而成1)將苯胺單體和硫酸溶于去離子水中，攪拌條件下加入2，4-二氨基酚鹽酸鹽，其中苯胺、硫酸與2，4-二氨基酚鹽酸鹽的摩爾比為100∶250∶1～5；2)將過硫酸銨和硫酸配成水溶液，其中過硫酸銨與硫酸的摩爾比為0.56∶1，使過硫酸銨和步驟1)得到的溶液中的苯胺單體摩爾比為2～1∶1；3)將等體積的過硫酸銨和硫酸溶液緩慢加入上述步驟1)配制的反應液中，磁力攪拌，反應3～12小時；4)得到反應物先用稀硫酸洗滌、抽濾直至濾液無色，再用去離子水沖洗若干次；5)將上述步驟4)得到的固體物質在90-110℃條件下在真空干燥箱中烘干，得到苯胺-2，4-二氨基酚共聚物。
2. —種苯胺-2，4-二氨基酚共聚物的制備方法，其特征在于包括以下步驟1) 將苯胺單體和硫酸溶于去離子水中，攪拌條件下加入2， 4- 二氨基酚鹽酸鹽，其中苯 胺、硫酸與2，4-二氨基酚鹽酸鹽的摩爾比為100 : 250 : 1 5;2) 將過硫酸銨和硫酸配成水溶液，其中過硫酸銨與硫酸的摩爾比為O. 56 : l，使過硫酸銨和步驟1)得到的溶液中的苯胺單體摩爾比為2 1 : 1;3) 將等體積的過硫酸銨和硫酸溶液緩慢加入上述步驟1)配制的反應液中，磁力攪拌， 反應3 12小時；4) 得到反應物先用稀硫酸洗滌、抽濾直至濾液無色，再用去離子水沖洗若干次；5) 將上述步驟4)得到的固體物質在90-ll(TC條件下在真空干燥箱中烘干，得到苯 胺-2，4-二氨基酚共聚物。
3. 權利要求l所述的苯胺-2，4-二氨基酚共聚物在去除水體中鉻離子的應用。
全文摘要
本發明公開了一種苯胺-2，4-二氨基酚共聚物、其制備方法及在去除水體中鉻離子的應用，其制備步驟是室溫下，在苯胺、硫酸和2，4-二氨基酚鹽酸鹽單體溶液中加入適量的氧化劑過硫酸銨進行聚合，聚合結束后過濾，先后用稀硫酸、超純水洗滌至濾液無色，干燥，得到如掃描電鏡圖所示的納米共聚物。室溫下，將適量該共聚物加入到含鉻模擬廢水中，振蕩24小時，過濾，濾液稀釋后用火焰原子吸收測定鉻的濃度。結果表明該共聚物在酸性pH條件下對鉻離子具有優越的吸附性能。
文檔編號C08G73/02GK101724150SQ200910234579
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月23日 優先權日2009年11月23日
發明者孫立, 張婭, 李琴, 翟建平, 胡秋嬋 申請人:南京大學