CN101633733A - 一种导电聚苯胺腐殖酸复合物、其制备方法及在吸附水体中汞离子的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导电聚苯胺腐殖酸复合物、其制备方法及在吸附水体中汞离子中的应用，制备步骤是：在苯胺与盐酸单体溶液中加入一定量的腐殖酸，磁力搅拌，室温下加入适量的氧化剂过硫酸铵实现聚合，聚合结束后洗涤、过滤至滤液无色，干燥，得到如扫描电镜图所示的纳米复合物。室温下，将适量该复合物加入到含汞模拟废水中，振荡24小时，过滤，滤液稀释后用原子荧光测定汞的浓度。结果表明：该导电聚苯胺腐殖酸复合物在宽广的pH条件下对汞离子均具有优越的吸附性能。
Description
技术领域：
本发明涉及一种导电聚合物，特别是一种导电聚合物腐殖酸复合物及其制备方法，本发明还涉及该复合物在吸附水体汞离子中的应用。
背景技术：
随着经济持续快速发展，排放到环境中的含汞废水日益增多，不仅严重污染环境还对全社会的可持续发展造成了巨大威胁和制约。重金属汞进入环境后不能被生物降解，并参与食物链循环，最终在生物体内累积，破坏生物体正常生理代谢，由此引发许多环境问题。人们一直在不断的努力寻求处理重金属污染的新材料和新技术。导电聚合物纳米材料具有特殊的光、电、磁等性能，且其来源广泛、结构多样及价廉，已受到越来越多的关注。目前已应用于蓄电池、传感器、磁疗药物等众多领域。在导电聚合物中，聚苯胺及其衍生物最具吸引力，其结构中含有较多能与重金属络合的氮原子，使其有望成为新型环境吸附材料。但其水溶液稳定性与活性等都受制于水体pH环境。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是提供一种能适应广泛水体pH环境的导电聚苯胺腐殖酸复合物，其制备方法及在吸附水体中汞离子的应用。
本发明所述的导电聚苯胺腐殖酸复合物，是由以下方法制备而成：
1)将腐殖酸用适量去离子水分散好后，加入苯胺和盐酸单体进行搅拌并定容至250mL制得反应溶液，反应溶液中的腐殖酸质量为0.05～2.0g，苯胺体积为1.5～6.0mL，盐酸体积为2.0～9.5mL；
2)将过硫酸铵和盐酸配成水溶液，使过硫酸铵和反应溶液中的苯胺单体摩尔比为1～2∶1；
3)将过硫酸铵的盐酸溶液缓慢加入到充分搅拌后的反应溶液中，磁力搅拌，反应5～12小时；
4)所得产物用去离子水洗涤、抽滤直至滤液呈无色；
5)将上述步骤4)得到的固体物质在50～95℃真空中烘干，得到导电聚苯胺腐殖酸复合物。
此外，本发明还提供了该导电聚苯胺腐殖酸复合物在吸附水体汞离子中的应用。
本发明的导电聚苯胺腐殖酸复合物能适应广泛的水体pH环境，利用纳米导电聚苯胺吸附水体汞离子，并利用复合的腐殖酸提高聚苯胺的水溶液稳定性及活性。此法高效经济，适用于大量含汞废水的处理。
附图说明：
图1是本发明涉及的导电共聚物腐殖酸复合物的透射电镜形貌图。
图2是本发明涉及的水溶液pH对导电共聚物腐殖酸复合物吸附水体汞离子的影响。
具体实施例：
1、导电聚苯胺腐殖酸复合物的制备方法
实施例1：
1)将腐殖酸用适量去离子水分散好后，加入苯胺和盐酸单体进行搅拌定容至250mL，使其中的腐殖酸质量为0.05g，苯胺体积为1.5mL，盐酸体积为3.0mL；
2)将过硫酸铵和盐酸配成水溶液，使过硫酸铵和步骤1)得到的溶液中的苯胺单体摩尔比为1∶1；
3)将过硫酸铵的盐酸溶液缓慢加入到充分搅拌后的反应溶液中，磁力搅拌，反应10小时；
4)所得产物用去离子水洗涤、抽滤直至滤液呈无色；
5)将上述步骤4)得到的固体物质在65℃真空中烘干，得到导电聚苯胺腐殖酸复合物。
实施例2：
1)将腐殖酸用适量去离子水分散好后，加入苯胺和盐酸单体进行搅拌定容至250mL，使其中的腐殖酸质量为0.5g，苯胺体积为3.7mL，盐酸体积为7.0mL；
2)将过硫酸铵和盐酸配成水溶液，使过硫酸铵和步骤1)得到的溶液中的苯胺单体摩尔比为2∶1；
3)将过硫酸铵的盐酸溶液缓慢加入到充分搅拌后的反应溶液中，磁力搅拌，反应7小时；
4)所得产物用去离子水洗涤、抽滤直至滤液呈无色；
5)将上述步骤4)得到的固体物质在80℃真空中烘干，得到导电聚苯胺腐殖酸复合物。其形貌图如图1所示。
图1是导电聚苯胺腐殖酸复合物的扫描电镜图。从图中可以看出：该复合物的粒子呈现球形，平均直径为50～60nm。
实施例3
1)将腐殖酸用适量去离子水分散好后，加入苯胺和盐酸单体进行搅拌定容至250mL，使其中的腐殖酸质量为2.0g，苯胺体积为6.0mL，盐酸体积为9.5mL；
2)将过硫酸铵和盐酸配成水溶液，使过硫酸铵和步骤1)得到的溶液中的苯胺单体摩尔比为1.5∶1；
3)将过硫酸铵的盐酸溶液缓慢加入到充分搅拌后的反应溶液中，磁力搅拌，反应12小时；
4)所得产物用去离子水洗涤、抽滤直至滤液呈无色；
5)将上述步骤4)得到的固体物质在95℃真空中烘干，得到导电聚苯胺腐殖酸复合物。
2、导电聚苯胺腐殖酸复合物吸附水体汞离子
实施例4：
a)将导电聚苯胺腐殖酸复合物加入到含汞离子模拟废水中，使复合物的质量为20mg，含汞离子模拟废水的浓度(C0)为20mg L-1，废水的pH为3；
b)将上述步骤a)所得含复合物含汞离子模拟废水40mL加入到玻璃容器中，密封；
c)将上述步骤b)中的玻璃容器放入振荡培养箱，振荡24小时，控制温度为25℃；
d)振荡结束后，抽取10mL含汞离子废水，过滤；
e)取2mL清液，稀释，用原子荧光法测定汞离子浓度(Ce)。
f)计算吸附效率，removal％＝100％(C0-Ce)/C0。
图2是25℃，20mg复合物吸附剂，C0＝20mg L-1含汞离子模拟废水在不同pH条件下吸附效果图。从图2中可以看出：在pH 4.3～7.5的宽广pH范围内，用此复合物吸附剂吸附汞离子的效率都在95％左右。
以上是本发明的思路及实施方法，具体应用途径很多，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1、一种导电聚苯胺腐殖酸复合物，其特征在于是由以下方法制备而成：
1)将腐殖酸用适量去离子水分散好后，加入苯胺和盐酸单体进行搅拌并定容至250mL制得反应溶液，反应溶液中的腐殖酸质量为0.05～2.0g，苯胺体积为1.5～6.0mL，盐酸体积为2.0～9.5mL；
2)将过硫酸铵和盐酸配成水溶液，使过硫酸铵和反应溶液中的苯胺单体摩尔比为1～2∶1；
3)将过硫酸铵的盐酸溶液缓慢加入到充分搅拌后的反应溶液中，磁力搅拌，反应5～12小时；
4)所得产物用去离子水洗涤、抽滤直至滤液呈无色；
5)将上述步骤4)得到的固体物质在50～95℃真空中烘干，得到导电聚苯胺腐殖酸复合物。
2、一种导电聚苯胺腐殖酸复合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将腐殖酸用适量去离子水分散好后，加入苯胺和盐酸单体进行搅拌并定容至250mL制得反应溶液，反应溶液中的腐殖酸质量为0.05～2.0g，苯胺体积为1.5～6.0mL，盐酸体积为2.0～9.5mL；
2)将过硫酸铵和盐酸配成水溶液，使过硫酸铵和反应溶液中的苯胺单体摩尔比为1～2∶1；
3)将过硫酸铵的盐酸溶液缓慢加入到充分搅拌后的反应溶液中，磁力搅拌，反应5～12小时；
4)所得产物用去离子水洗涤、抽滤直至滤液呈无色；
5)将上述步骤4)得到的固体物质在50～95℃真空中烘干，得到导电聚苯胺腐殖酸复合物。
3、权利要求1所述导电聚苯胺腐殖酸复合物在吸附水体汞离子中的应用。
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