一種利用橋聯(lián)β-環(huán)糊精衍生物吸附釷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種利用橋聯(lián)β-環(huán)糊精衍生物吸附釷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著釷的大量開采和能源工業(yè)的快速發(fā)展，大量含有釷元素的工業(yè)廢水排到環(huán)境 中去，導(dǎo)致了大范圍的環(huán)境污染。因此，對(duì)釷的吸附研究引起了有關(guān)工作者的高度廣泛關(guān) 注。本方法利用β-環(huán)糊精(β-CD)內(nèi)部空腔疏水的特殊性質(zhì)，能夠選擇性的與某些金屬螯合 物結(jié)合形成具有協(xié)同吸附作用的橋聯(lián)β-CD。因此，利用橋聯(lián)β-環(huán)糊精衍生物選擇性吸附釷 具有積極意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述問題，特提出一種利用橋聯(lián)β-環(huán)糊精衍生物吸附釷的方法。該方法合 成了一種6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精橋聯(lián)二苯乙二酮(ΒΒ β-⑶)吸附劑，引入對(duì)金屬離子具 有螯合作用的C=0,從而對(duì)釷Th4+進(jìn)行更好的吸附。該方法包括如下步驟： 1吸附劑的制備 1.1 6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精的制備 用電子天平分別精確的稱量⑶5.0 g和NaOH 3.0 g，將其依次加入至250 mL燒瓶 中，再加入去離子水100 mL得渾濁液。在冰水浴中，用恒溫加熱磁力攪拌器攪拌渾濁液至澄 清，再往燒瓶中加入1.68 g對(duì)甲苯磺酰氯，保持低溫反應(yīng)5 h。而后，抽濾未反應(yīng)的對(duì)甲苯磺 酰氯，并用物質(zhì)的量濃度為0.1 mol/L的HCl調(diào)節(jié)澄清液的酸度至中性后冷藏過夜。析出的 白色晶體三次重結(jié)晶后充分烘干制得6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精。
[0004] 1.2 BB β-CD吸附劑的制備 1.2.1 BB β-CD結(jié)合性能測(cè)定 配制一系列物質(zhì)的量濃度的二苯乙二酮/6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精的乙醇溶液，摩爾 比如下：1:〇, 1:0.25,1:0.5,1:1，1:1.5,1:2,1:2.5。將以上7組溶液充分混合后冷藏過夜， 使得二苯乙二酮與6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精充分結(jié)合。利用紫外可見分光光度計(jì)對(duì)二苯 乙二酮與6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精的結(jié)合情況進(jìn)行考察。結(jié)果表明，當(dāng)二苯乙二酮與6-對(duì) 甲苯磺酰酯-β_環(huán)糊精摩爾比為1:2時(shí)，結(jié)合效果最佳。
[0005] 1.2.2 BB β-CD結(jié)合常數(shù)的測(cè)定 在10 mL無水乙醇中充分溶解0.05 g BB β-⑶，利用紫外可見分光光度計(jì)在247 nm波 長(zhǎng)處測(cè)定BB β-CD中二苯乙二酮的吸光度，以確定其濃度，進(jìn)而計(jì)算出BB β-CD的結(jié)合常數(shù) (實(shí)際被包合質(zhì)量/理論被包合質(zhì)量），重復(fù)3次實(shí)驗(yàn)求取平均值。通過計(jì)算得結(jié)合常數(shù)K= 95.49%〇
[0006] 1.2.3 BB β-CD吸附劑的制備 采用飽和水溶液法來制備BB β-⑶吸附劑。根據(jù)1.2.1及1.2.2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，二苯乙 二酮與6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精的摩爾比1: 2作為最佳結(jié)合比。準(zhǔn)確稱取1.2374 g 6-對(duì) 甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精，將其溶于150-200 mL50 °C熱水中形成6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精 水溶液，在10 mL無水乙醇中充分溶解0.1 g二苯乙二酮，并將其滴入至6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精水溶液中。該混合溶液在30-50 °C條件下磁力攪拌3-5 h，使6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán) 糊精與二苯乙二酮充分反應(yīng)。待反應(yīng)完成后，將其冷藏過夜，析出的白色晶體經(jīng)過多次洗滌 后，控制干燥溫度為50-60 °C充分干燥，得白色BB β-⑶晶體。
[0007] (2)將BB β-CD吸附劑用于吸附釷 用容量瓶配取質(zhì)量濃度為20 mg/L Th4+溶液，用0.1 mol/L的HCl調(diào)節(jié)釷溶液的酸度為 2-4,備用。量取一系列100 mL20 mg/L Th4+溶液，分別往其中加入BB β-⑶吸附劑10 mg, 常溫條件下，將上述混合體系在振蕩器中振蕩中振蕩10-30 min，然后在離心機(jī)中離 心，使得吸附后的材料與溶液分離，最后取上清液測(cè)定BB β-CD吸附劑吸附釷后剩余溶液中 釷的濃度，并計(jì)算吸附容量。
[0008] 利用下式計(jì)算吸附量Q:
其中，Co是Th4+的初始濃度，單位:mg/L; C是Th4+的平衡濃度，單位:mg/L; V是Th4+溶液的 體積，單位:L; m是BB β-⑶吸附劑的質(zhì)量，單位:g。
[0009] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:利用橋聯(lián)β-環(huán)糊精衍生物選擇性吸附釷具有很高的吸附率。 吸附量最大值高達(dá)52.2 mg/g。
[0010]
【附圖說明】： 圖1是6-對(duì)甲苯橫酰酯-β-環(huán)糊精的合成圖； 圖2是6-對(duì)甲苯橫酰酯-β-環(huán)糊精橋聯(lián)二苯乙二酮(ΒΒ β-⑶)的合成圖。
[0011]
【具體實(shí)施方式】： 實(shí)施例1 用電子天平分別精確的稱量β-⑶5.0 g和NaOH 3.0 g，將其依次加入至250 mL燒瓶 中，再加入去離子水100 mL得渾濁液。在冰水浴中，用恒溫加熱磁力攪拌器攪拌渾濁液至澄 清，再往燒瓶中加入1.68 g對(duì)甲苯磺酰氯，保持低溫反應(yīng)5 h。而后，抽濾未反應(yīng)的對(duì)甲苯磺 酰氯，并用物質(zhì)的量濃度為0.1 mol/L的HCl調(diào)節(jié)澄清液的酸度至中性后冷藏過夜。析出的 白色晶體三次重結(jié)晶后充分烘干，制得6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精。
[0012] 準(zhǔn)確稱取1.2374 g 6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精，將其溶于150 mL50 °C熱水中形 成6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精水溶液，在10 mL無水乙醇中充分溶解0.1 g二苯乙二酮，并將 其滴入至6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精水溶液中。該混合溶液在30 °C條件下磁力攪拌3 h，使 6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精與二苯乙二酮充分反應(yīng)。待反應(yīng)完成后，將其冷藏過夜，析出的 白色晶體經(jīng)過多次洗滌后，控制干燥溫度為50 °C充分干燥，得BB β-⑶吸附劑試樣1。
[0013] 將BB β-⑶吸附劑試樣1中的粉末用于吸附Th4+。用容量瓶配取質(zhì)量濃度為20 mg/L Th4+溶液，用0.1 mol/L的HCl調(diào)節(jié)Th4+溶液的酸度為2,量取100 mL20 mg/L Th4+溶液，往其 中加入10 mg BB β-⑶吸附劑試樣1，常溫條件下，將上述混合體系在振蕩器中振蕩中振蕩 10 min，然后在離心機(jī)中離心，使得吸附后的材料與溶液分離，最后取上清液測(cè)定BB β-CD 吸附劑吸附Th4+后剩余溶液中Th4+的濃度，并計(jì)算其吸附容量為37.4 mg/g。
[0014] 實(shí)施例2 用電子天平分別精確的稱量β_⑶5.0 g和NaOH 3.0 g，將其依次加入至250 mL燒瓶 中，再加入去離子水100 mL得渾濁液。在冰水浴中，用恒溫加熱磁力攪拌器攪拌渾濁液至澄 清，再往燒瓶中加入1.68 g對(duì)甲苯磺酰氯，保持低溫反應(yīng)5 h。而后，抽濾未反應(yīng)的對(duì)甲苯磺 酰氯，并用物質(zhì)的量濃度為0.1 mol/L的HCl調(diào)節(jié)澄清液的酸度至中性后冷藏過夜。析出的 白色晶體三次重結(jié)晶后充分烘干，制得6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精。
[0015] 準(zhǔn)確稱取1.2374 g 6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精，將其溶于200 mL50 °C熱水中形 成6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精水溶液，在10 mL無水乙醇中充分溶解0.1 g二苯乙二酮，并將 其滴入至6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精水溶液中。該混合溶液在40 °C條件下磁力攪拌4 h，使 6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精與二苯乙二酮充分反應(yīng)。待反應(yīng)完成后，將其冷藏過夜，析出的 白色晶體經(jīng)過多次洗滌后，控制干燥溫度為60 °C充分干燥，得BB β-⑶吸附劑試樣2。
[0016] 將BB β-⑶吸附劑試樣2中的粉末用于吸附Th4+。用容量瓶配取質(zhì)量濃度為20 mg/L Th4+溶液，用0.1 mol/L的HCl調(diào)節(jié)Th4+溶液的酸度為4,量取100 mL20 mg/L Th4+溶液，往其 中加入10 mg BB β-⑶吸附劑試樣2,常溫條件下，將上述混合體系在振蕩器中振蕩中振蕩 20 min，然后在離心機(jī)中離心，使得吸附后的材料與溶液分離，最后取上清液測(cè)定BB β-CD 吸附劑吸附Th4+后剩余溶液中Th4+的濃度，并計(jì)算其吸附容量為43.8 mg/g。
[0017] 實(shí)施例3 用電子天平分別精確的稱量⑶5.0 g和NaOH 3.0 g，將其依次加入至250 mL燒瓶 中，再加入去離子水100 mL得渾濁液。在冰水浴中，用恒溫加熱磁力攪拌器攪拌渾濁液至澄 清，再往燒瓶中加入1.68 g對(duì)甲苯磺酰氯，保持低溫反應(yīng)5 h。而后，抽濾未反應(yīng)的對(duì)甲苯磺 酰氯，并用物質(zhì)的量濃度為0.1 mol/L的HCl調(diào)節(jié)澄清液的酸度至中性后冷藏過夜。析出的 白色晶體三次重結(jié)晶后充分烘干，制得6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精。
[0018] 準(zhǔn)確稱取1.2374 g 6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精，將其溶于200 mL50 °C熱水中形 成6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精水溶液，在10 mL無水乙醇中充分溶解0.1 g二苯乙二酮，并將 其滴入至6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精水溶液中。該混合溶液在50 °C條件下磁力攪拌4 h，使 6-對(duì)甲苯磺酰酯-β-環(huán)糊精與二苯乙二酮充分反應(yīng)。待反應(yīng)完成后，將其冷藏過夜，析出的 白色晶體經(jīng)過多次洗滌后，控制干燥溫度為60 °C充分干燥，得BB β-⑶吸附劑試樣3。
[0019] 將BB β-⑶吸附劑試樣3中的粉末用于吸附Th4+。用容量瓶