偕胺肟基纖維的合成及其對(duì)液相中金離子的吸附性能研究.pdf

1、本文回顧了纖維狀有機(jī)功能材料的發(fā)展簡(jiǎn)史，并對(duì)基于有機(jī)功能材料的離子交換平衡基本理論和常用等溫吸附經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。歸納了離子交換和螯合纖維材料的應(yīng)用領(lǐng)域和不足之處進(jìn)行。 黃金在人類社會(huì)中占有很重要的地位，但由于金元素本身的化學(xué)惰性和在地球上的分布形態(tài)，其對(duì)提取劑和富集分離材料提出了很苛刻的要求。相對(duì)于傳統(tǒng)材料活性炭，有機(jī)功能材料離子交換和螯合樹(shù)脂在溶液中金離子(Au<'+>、Au<'3+>)的富集吸附方面取得了巨大成功。而

2、離子交換和螯合纖維本身具有很多優(yōu)越的物理化學(xué)性能，如具有很大的比表面積、線徑小(10～30μm)、動(dòng)力學(xué)性能良好等優(yōu)點(diǎn)。因而離子交換和螯合纖維材料具有很強(qiáng)的應(yīng)用潛力。 在所有螯合纖維材料中人們關(guān)于偕胺肟基螯合纖維的研究最為系統(tǒng)。在我國(guó)很多學(xué)者致力于偕胺肟基纖維對(duì)三價(jià)金離子(Au<'3+>)的吸附性能研究，那么偕胺肟基纖維能否在實(shí)際提金工藝中發(fā)揮作用呢?從實(shí)際生產(chǎn)的角度出發(fā)，吸附劑的生產(chǎn)成本、吸附效果和耐用程度等性質(zhì)決定了其能否被

3、采用。本文以商品級(jí)腈綸(PAN)為基體原料，通過(guò)預(yù)處理和交聯(lián)技術(shù)合成了具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的中間體C-PAN，這為其后面合成具有最大氰基轉(zhuǎn)化的偕胺肟基纖維機(jī)械性能的保持提供了保障。然后中間體C-PAN基體上剩余的氰基與羥胺反應(yīng)合成偕胺肟基纖維，當(dāng)C<,鹽酸羥胺>：C<,碳酸鈉>=10.5，(即中性水溶液環(huán)境條件下)反應(yīng)時(shí)間t≥30min，中間體C-PAN基體上剩余的氰基完全轉(zhuǎn)化為偕胺肟基官能團(tuán)，偕胺肟基含量達(dá)到10.5mmol/g(纖維)，

4、其離子交換容量為11.25mmol/g(纖維)。合成偕胺肟基纖維的拉伸機(jī)械強(qiáng)度為0.09N，較原腈綸下降了24％。 偕胺肟基纖維對(duì)液相中金離子的最大靜態(tài)飽和吸附容量達(dá)到2000mg/g(纖維)，pH=2～3；吸附動(dòng)力學(xué)性能良好，在實(shí)驗(yàn)條件下傳質(zhì)過(guò)程受Nerst膜擴(kuò)散控制，其吸附速率常數(shù)k=0.0197min<'-1>；T=25℃，吸附等溫線基本符合Frendlich等溫線，lnK=7.34，偕胺肟基纖維對(duì)Au<'3+>具有很強(qiáng)的

5、結(jié)合作用；在多種金屬離子共存體系中對(duì)Au<'3+>表現(xiàn)出了極高的選擇吸附性能；體系中共存的HNO<,3>可將偕胺肟基纖維中偕胺肟基官能團(tuán)部分氧化，造成其金離子的吸附性能的下降；在吸附過(guò)程中偕胺肟基官能團(tuán)被Au<'3+>離子氧化為羧基和酰胺官能團(tuán)，而Au<'3+>離子本身被還原為單質(zhì)金。對(duì)于實(shí)際Au<'3+>礦液，偕胺肟基纖維在批量法和柱法處理時(shí)表現(xiàn)出了很高的吸附率和吸附容量。 該偕胺肟基纖維的合成與金吸附試驗(yàn)為其在實(shí)際濕法冶金領(lǐng)