[01725660]环境高分子材料的制备及其对重金属的富集行为

课题组成员多年来针对化工行业、核工业、冶金工业中急需解决的分离科学问题潜心开展新型絮凝剂、吸附剂的功能化设计及应用研究。在对其性能充分表征的基础上，建立了分离富集Cr、Cu、U、Th、Pb、Zn、Fe、Mo、Pd、Au、Ag等十余个元素的技术，解决了许多生产实际问题并取得了系列成果。具体表现如下：(1)利用W/O体系反相悬浮分散和化学交联技术，首次合成了磁性壳聚糖及丙烯基磁性树脂，合成了多个系列不同类型的微米级粒径的磁性络合树脂，经氨基化和巯基化改性后，树脂对金属离子的吸附容量、吸附选择性远优于传统树脂，并且吸附速率快，易于利用磁场实现工业化自动控制。将上述磁性树脂用于磁悬浮流化床吸附工艺，有效地解决了传统吸附工艺中吸附速率慢，床层压降高，吸附剂分离困难等系列难题。利用磁性壳聚糖基和磁性丙烯酸基树脂吸附工业废水中的重金属离子及放射性核素，如Cr、Cu2+、Pb2+、Ni2+、Cd2+、Hg2+、UO22+等，吸附性能优异，各项指标均明显优于市售树脂，因此可替代传统树脂实现工业污染废水的无害化处理，同时回收资源；利用上述磁性树脂分离富集低浓度溶液中贵金属如Pd4+、Pt2+、Au3+、Ag+等，富集倍数远高于传统树脂，因此在矿产资源开发中贵金属提取、分离富集及废液处理领域有良好的应用前景，已于721矿、江西添光化工有限责任公司等10多家厂商达成了合作意向。(2)该科研团队成员创造性地在常用的聚合硫酸铁骨架上，介入磷酸根离子，合成了一种新型无机高分子絮凝剂(聚合磷硫酸铁)，聚合磷硫酸铁与聚合硫酸铁的性能和pH范围有根本的不同，是一种比聚合硫酸铁净水效果更好的新产品。聚合磷硫酸铁的碱化度比聚合硫酸铁大得多，最高达30.2 %，突破了传统上聚合硫酸铁产品碱化度的最高限度，是当今国内外聚合硫酸铁类絮凝剂碱化度的最好成绩，在国内造成了较大的影响，该成果被国内同行专家引用32次；另外聚合磷硫酸铁在水中极易水解，聚合磷硫酸铁具有Fe(b)和Fe(c)比例大，絮体大(矾花大)，沉降速度快，去污程度大大超过了单一的铁盐絮凝剂，能较好地去除污水中浊度、色度、BOD、COD、铜、铬、铅、锌等有害组份，絮凝剂用量省，剩余污泥少，残留铁极少。2007年“聚合磷硫酸铁的制备和应用”通过江西省科技厅组织的专家鉴定，鉴定意见：与会专家一致认为聚合磷硫酸铁的制备工艺和性能达到国内领先水平。(3)该科研团队成员运用分子设计原理去设计缔合金属离子专用配合物，依据金属离子与相同数目以及相同类型多层次缔合配体分子之间空间效应差异，兼顾金属离子配体间扭力与金属自身亲和力，可以用来筛选出配体原子的最佳分子骨架。近年来旨在为寻找有利于萃取铀钍和稀土元素的酰亚胺类萃取剂开展了一些探索性工作，合成了合成了三类萃取剂，即二烷基酰亚胺、N-乙酰基二乙基酰亚胺和N-正丁基二乙基酰亚胺，酰亚胺系列萃取剂对铀钍具有较好的萃取性能，是一系列有潜力的锕系萃取剂。