一种钯吸附材料的制备方法及其应用的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开了一种钯吸附材料的制备方法及其应用，本发明将壳聚糖与蒙脱石共混，加入戊二醛作为交联剂，制得壳聚糖-蒙脱石交联共混膜，克服了壳聚糖膜可机械性能差、抗酸性差等缺点，该交联共混膜用作钯吸附材料，可有效吸附分离贵金属钯。本发明制备的钯吸附材料为薄膜状结构，作为固相填料制备吸附柱，具有改善传质阻力、易于洗脱等优点。
【专利说明】一种钯吸附材料的制备方法及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钯吸附材料的制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002]金属钯(Pd)为地球储量稀少的金属，广泛用于制备工业及汽车尾气催化剂。从已使用后的产品中回收钯具有重要的经济意义，目前的回收方法主要为液-液萃取和沉淀法，液-液萃取中大量使用有机溶剂，易造成二次污染；沉淀法易造成贵金属的损失。固相萃取技术因其萃取过程简单快速(一般分析只需5?20 min)，是液-液萃取法的1/10 ;溶剂省，只需液液萃取法的10%;重现性好且回收率高，并减少了杂质的引入，易实现自动化。这些优点使固相萃取技术具有良好的发展前景，越来越多的应用在金属富集及回收上。目前固相萃取填料多为细小颗粒物，如硅胶、活性炭、聚合物树脂类。本发明研发出一种膜材料，可以采用较高的流量，进一步缩短富集回收的时间和减少其传质阻力。
[0003]壳聚糖是具有氨基和羟基的天然高分子链状多糖，可很好的吸附金属离子，具有良好的成膜性及生物可分解性等优点。壳聚糖作为一种可生物降解的生物材料，储量巨大，若将其用于贵金属钯的回收上，既可以免于液-液萃取带来的大量有机溶剂的污染，更可以降低回收钯的原材料成本。蒙脱石是一种天然矿物材料，其优良的离子交换能力，使其在含重金属水处理领域中得到广泛应用。目前，大多将壳聚糖与蒙脱石共混形成树脂微球状，用于回收利用重金属，未见将壳聚糖与蒙脱石制备成膜状材料用于回收贵金属的报道。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的难点，提供一种钯吸附材料的制备方法及其应用。
[0005]本发明所采取的技术方案是:
一种钯吸附材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将壳聚糖溶解于醋酸中，得溶液A;将蒙脱石分散于醋酸中，得溶液B ;
(2)搅拌状态下，将溶液B加入溶液A，升温至40?60°C，搅拌反应，得溶液C;溶液C中，壳聚糖与蒙脱石的质量比为10?20:1 ;
(3)然后在搅拌状态下，加入适量的戊二醛至溶液C，继续搅拌反应，得铸膜液；
(4)将铸膜液涂敷于支撑体上，烘干，获得膜材料；
(5)将膜材料加入到凝固浴中，凝固，即得钯吸附材料。
[0006]优选的，壳聚糖与戊二醛的质量比为1000:(1?10)，更优选的，为1000: (5?6)。
[0007]优选的，步骤(2)，搅拌反应I?2h。
[0008]优选的，步骤(3),搅拌反应2?4h。
[0009]优选的，步骤(4)，于40?80°C条件下烘干。
[0010]优选的，步骤(5)，凝固浴为I?6wt%的NaOH溶液或其与无水乙醇的混合液。[0011]优选的，步骤(5),凝固I~4h。
[0012]优选的，步骤(5)，钯吸附材料的厚度为0.5~1.0mm。
[0013]优选的，步骤(1)，醋酸浓度为I~3v/v%。
[0014]优选的，将戊二醛配制成I~5wt%的水溶液后，加入溶液C。
[0015]优选的，将溶液B加入溶液A后，反应温度控制为40~60°C，使壳聚糖更好地插层于蒙脱石层间，并防止温度过高导致壳聚糖分解。
[0016]上述钯吸附材料在富集、回收金属钯中的应用。
[0017]本发明的有益效果是:
本发明将壳聚糖与蒙脱石共混，加入戊二醛作为交联剂，制备得到壳聚糖-蒙脱石交联共混膜，克服了壳聚糖膜机械性能差、抗酸性差等缺点，该交联共混膜用作钯吸附材料，可有效吸附分离贵金属钯。
[0018]本发明制备的钯吸附材料为薄膜状结构，作为固相填料制备吸附柱，具有改善传质阻力、易于洗脱等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为吸附Pd2+前的壳聚糖-蒙脱石交联共混膜的电镜图；
图2为吸附Pd2+后的壳聚糖-蒙脱石交联共混膜的电镜图；
图3为蒙脱石和壳聚糖膜的XRD图谱；
图4为蒙脱石-壳聚糖共混膜、壳聚糖-蒙脱石交联共混膜的XRD图谱；
图5为不同Pd2+初始浓度的条件下，三种膜材料的吸附效果。
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体实施例，进一步阐述本
【发明内容】
。
[0021]实施例1
钯吸附材料(壳聚糖-蒙脱石交联共混膜)的制备方法，包括以下步骤:
(1)将Ig壳聚糖溶解在40ml2￥八％的醋酸中，搅拌至形成透明溶液，得溶液A;将0.1g蒙脱石用IOml 2￥八％醋酸浸润，并超声2h至其完全分散在溶液中，得溶液B;
(2)搅拌状态下，将溶液B逐滴加入到溶液A中，升温至50°C，磁力搅拌2h，得溶液C；
(3)搅拌状态下，滴加0.5ml的lwt%戊二醛溶液至溶液C，继续搅拌反应4h后，形成黄色均匀的铸膜液；
(4)将铸膜液涂敷于支撑体上，放置于55°C烘箱中烘干，形成均匀透明的黄色膜材料；
(5)将黄色膜材料浸入4wt%的NaOH溶液中，凝固2h，形成0.8mm厚的黄色半透明状的膜材料，即钯吸附材料，去离子水冲洗干净后，4°C保存。
[0022]实施例2
步骤(3)中，戍二醒的加入量分别为 0.1ml、0.4ml、0.5ml、0.6ml、0.8ml、1.0ml 的 lwt%戊二醛水溶液，其他步骤同实施例1。 [0023]随着戊二醛用量的增加，步骤(5)所得钯吸附材料的黄色逐渐加深，增至0.6ml以后，膜易断裂，故，考虑到吸附材料的物理性质与酸溶性，壳聚糖与戊二醛的质量比优选为1000:(1 ~10)，最优选为 1000: (5 ~6)。[0024]实施例3
钯吸附材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将2g壳聚糖溶解在100ml3v/v%的醋酸中，搅拌至形成透明溶液，得溶液A ;将
0.1g蒙脱石用IOml 3v/v%醋酸浸润，并超声2h至其完全分散在溶液中，得溶液B ；
(2)搅拌状态下，将溶液B逐滴加入到溶液A中，升温至40°C，磁力搅拌2h，得溶液C；
(3)搅拌状态下，滴加0.6ml的2wt%戊二醛溶液至溶液C，继续搅拌反应3h后，形成黄色均匀的铸膜液；
(4)将铸膜液涂敷于支撑体上，放置于80°C烘箱中烘干，形成均匀透明的黄色膜材料；
(5)将黄色膜材料浸入lwt%的NaOH溶液中，凝固4h，形成0.5mm厚的黄色半透明状的膜材料，即钯吸附材料，去离子水冲洗干净后，4°C保存。
[0025]实施例4
钯吸附材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将15g壳聚糖溶解在400ml3v/v%的醋酸中，搅拌至形成透明溶液，得溶液A ;将Ig蒙脱石用100mL 3￥八％醋酸浸润，并超声4h至其完全分散在溶液中，得溶液B;
(2)搅拌状态下，将溶液B逐滴加入到溶液A中，升温至60°C，磁力搅拌lh，得溶液C；
(3)搅拌状态下，滴加1.8ml的5wt%戊二醛溶液至溶液C，继续搅拌反应4h后，形成黄色均匀的铸膜液；
(4)将铸膜液涂敷于支撑体上，放置于60°C烘箱中烘干，形成均匀透明的黄色膜材料；
(5)将黄色膜材料浸入6wt%的NaOH溶液中，凝固2h，形成1.0mm厚的黄色半透明状的膜材料，即钯吸附材料，去离子水冲洗干净后，低温保存。
[0026]实施例5
钯吸附材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将Ig壳聚糖溶解在40mllv/v%的醋酸中，搅拌至形成透明溶液，得溶液A ;将0.1g蒙脱石用IOml 1￥八％醋酸浸润，并超声2h至其完全分散在溶液中，得溶液B;
(2)搅拌状态下，将溶液B逐滴加入到溶液A中，升温至50°C，磁力搅拌1.5h，得溶液
C；
(3)搅拌状态下，滴加0.3ml的lwt%戊二醛溶液至溶液C，继续搅拌反应2h后，形成黄色均匀的铸膜液；
(4)将铸膜液涂敷于支撑体上，放置于40°C烘箱中烘干，形成均匀透明的黄色膜材料；
(5)将黄色膜材料浸入1:1的无水乙醇与4wt%氢氧化钠的混合液中，凝固lh，形成
0.9_厚的黄色半透明状的膜材料，即钯吸附材料，去离子水冲洗干净后，低温保存。
[0027]实施例6
钯吸附材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将IOg壳聚糖溶解在300ml2￥八％的醋酸中，搅拌至形成透明溶液，得溶液A ;将Ig蒙脱石用80ml 2v/v%醋酸浸润，并超声4h至其完全分散在溶液中，得溶液B ；
(2)搅拌状态下，将溶液B逐滴加入到溶液A中，升温至50°C，磁力搅拌2h，得溶液C；
(3)搅拌状态下，滴加2ml的2wt%戊二醛溶液至溶液C，继续搅拌反应3h后，形成黄色均匀的铸膜液；
(4)将铸膜液涂敷于支撑体上，放置于70°C烘箱中烘干，形成均匀透明的黄色膜材料；(5)将黄色膜材料浸入1:2的无水乙醇与4wt%氢氧化钠的混合液中，凝固3h，形成
0.8_厚的黄色半透明状的膜材料，即钯吸附材料，去离子水冲洗干净后，低温保存。
[0028]对比例 壳聚糖I吴的制备:
(1)将Ig壳聚糖溶解在40ml2v/v%的醋酸中，搅拌至形成透明溶液，得铸膜液；
(2)将铸膜液涂敷于支撑体上，放置于55°C烘箱中烘干，形成均匀透明的黄色膜材料；
(3)将黄色膜材料浸入4wt%的NaOH溶液中，凝固2h，得0.8mm厚的壳聚糖膜，去离子水冲洗干净后，4°C保存。
[0029]壳聚糖-蒙脱石共混膜的制备:
(1)将Ig壳聚糖溶解在40ml2￥八％的醋酸中，搅拌至形成透明溶液，得溶液A;将0.1g蒙脱石用IOml 2￥八％醋酸浸润，并超声2h至其完全分散在溶液中，得溶液B;
(2)搅拌状态下，将溶液B逐滴加入到溶液A中，升温至50°C，磁力搅拌2h，得铸膜液；
(3)将铸膜液涂敷于支撑体上，放置于55°C烘箱中烘干，形成均匀透明的黄色膜材料； (4)将黄色膜材料浸入4wt%的NaOH溶液中，凝固2h，得0.8mm厚的壳聚糖-蒙脱石共混膜，去离子水冲洗干净后，40C保存。
[0030]性能表征
(I)将壳聚糖-蒙脱石交联共混膜经过液氮脆断后，用扫描电镜(SEM)进行表征图1显示吸附Pd2+前的壳聚糖-蒙脱石交联共混膜的电镜图片，图2显示吸附Pd2+后的电镜图片，前者表面比较光滑，吸附后表面为粗糙状，证明Pd2+吸附在膜的各个部位。
[0031](2) XRD (X射线粉末衍射仪)表征
图3中的曲线分别是蒙脱石和壳聚糖膜的XRD图谱，蒙脱石的图谱中在2 Θ =7.13°出现了明显的dQQ1面的衍射峰，其dQQ1=1.23。壳聚糖膜图谱中在2 Θ为14.15° ,16.82°，20.02° ,22.26°出现了明显的衍射峰，与文献报道一致。图4显示，蒙脱石-壳聚糖共混膜(简称共混膜)的图谱在2 Θ =4.81°出现了一个明显的衍射峰，其dQQ1=l.83，由1.23增加到1.83，说明壳聚糖已经插层进入蒙脱石，并且以双层的形式插层进入蒙脱石，大大增加了同质性和稳定性。而加入戊二醛形成交联共混膜后，其2 Θ =4.89°，比共混膜衍射峰增大一些，其Clcicil=1.80，说明戊二醛的加入对插层后的蒙脱石影响不大，但其在10.33° ,19.91°，22.30°比共混膜明显增强，说明戊二醛的加入明显增加了壳聚糖分子排列的有序性和结晶度，使其物理特性增强。
[0032]应用例
分别称取5份实施例1制得的IOmg的壳聚糖-蒙脱石交联共混膜、5份对比例制得的IOmg的壳聚糖-蒙脱石共混膜、5份对比例制得的IOmg的壳聚糖膜；分别浸入20ml含Omg/L、50mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L的氯化钯溶液中，25°C恒温振荡箱中放置24h后，取上清液，通过原子吸收测试Pd2+浓度，计算吸附量，结果如图5所示，可见，不同Pd2+初始浓度的条件下，壳聚糖-蒙脱石交联共混膜具有更好的吸附效果，当Pd2+初始浓度为200mg/L时，交联共混膜的吸附容量高达293mg/g。
[0033]吸附过程中，壳聚糖-蒙脱石交联共混膜的颜色由浅黄变为深黄色，并且颜色非常均匀，说明交联共混膜是均一稳定的。吸附完成后，配制lg/L的硫脲溶液洗脱膜材料，Pd2+离子脱附进入硫脲溶液，达到富集回收的作用，吸附材料再生。
【权利要求】
1.一种钯吸附材料的制备方法，包括以下步骤: (1)将壳聚糖溶解于醋酸中，得溶液A;将蒙脱石分散于醋酸中，得溶液B ； (2)搅拌状态下，将溶液B加入溶液A，升温至40~60°C，搅拌反应，得溶液C;溶液C中，壳聚糖与蒙脱石的质量比为10~20:1 ; (3)然后在搅拌状态下，加入适量的戊二醛至溶液C，继续搅拌反应，得铸膜液； (4)将铸膜液涂敷于支撑体上，烘干，获得膜材料； (5)将膜材料加入到凝固浴中，凝固，即得钯吸附材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:壳聚糖与戊二醛的质量比为1000:(I ~10)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(2)，搅拌反应I~2h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(3)，搅拌反应2~4h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(4)，于40~80°C条件下烘干。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(5)，凝固浴为I~6被％的似0!1溶液或其与无水乙醇的混合液。
7.根据权利要求1或6 所述的制备方法，其特征在于:步骤(5)，凝固I~4h。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(5)，钯吸附材料的厚度为0.5 ~L Omm0
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(1)，醋酸浓度为I~3v/v%。
10.权利要求1所述的钯吸附材料在富集、回收金属钯中的应用。
【文档编号】C02F1/28GK103894158SQ201410124253
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】刘健, 李耀威, 杨明珠 申请人:华南师范大学