CN102441367B - 一种硅胶负载氨甲基吡啶深度除铜螯合树脂的制备方法 - Google Patents
一种硅胶负载氨甲基吡啶深度除铜螯合树脂的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种硅胶负载氨甲基吡啶深度除铜螯合树脂的制备方法。本方法采用先使硅烷偶联剂与2-氨甲基吡啶在无水条件下反应生成氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂，再将氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂接枝到活化硅胶表面。本发明的方法有效提高了螯合树脂官能团的负载量及其对金属离子的吸附容量，且合成路线更为简单经济，同时避免了现有合成路线中表面修饰胺基基团的二氧化硅与氯甲基吡啶反应制备螯合树脂时，因反应体系碱性过高(pH＞11)造成二氧化硅溶解，或碱性过低(pH＜10)氯甲基吡啶官能团与胺基基团之间的亲核取代反应效率低，导致官能团的负载量不高。
Description
技术领域
本发明涉及一种对铜离子有较强选择性螯合的树脂制备方法，特别涉及一种硅胶负载氨甲基吡啶的深度除铜螯合树脂制备方法。
背景技术
在钴冶金中，要获得优质的电解钴产品，钴电解液都必须经过深度净化除铜。这是因为铜的标准电势(+0.337V)比钴(-0.28V)正得多，当钴电解液中含有铜离子时，铜离子在阴极上还原，使阴极电钴产品达不到优质电钴的要求。钴电解液常用的净化除铜方法主要有化学净化法、萃取法、离子交换和螯合树脂吸附法等。在这些方法中，螯合树脂吸附法具有选择性强、树脂可连续再生使用、环境友好等特点，在湿法冶金中有良好的应用前景。
氨甲基吡啶中的氨基和吡啶基的氮原子都具有较强的配位功能，可以与许多过渡金属离子配位形成稳定的配合物，特别对铜离子有良好的选择吸附性能(F.D.Mendes，A.H.Martins，Selective sorption of nickel and cobalt from sulphate solutions using chelating resins，Int.J.Miner.Process.2004，74：359-371；R.R.Grinstead，Selective absorption of copper，nickel，cobalt andother transition metal ions from sulfuric acid solutions with the chelating ion exchange resin XFS4195，Hydrometallurgy.1984，12：387-400)。Dowex公司生产的牌号分别为M 4195、XFS 43083两种氨基吡啶螯合树脂由于其采用疏水性交联聚苯乙烯为树脂母体，引入螯合基团后会使得树脂的疏水性变得更强，导致树脂在水溶液中使用时很难被水快速润湿，使离子在螯合剂内部扩散受阻，降低了吸附速度和效率。此外，聚苯乙烯基体具有机械强度差，挤压易破碎，在较高温度下易溶胀收缩等重大缺陷。二氧化硅具有良好的机械强度和较高的化学稳定性、热稳定性，其表面含有丰富的硅羟基，因而具有良好的亲水性，大大提高了树脂的吸附速率。Purity Systems Inc生产的硅胶负载氨基吡啶螯合树脂在溶液pH＝4时对Cu2+的饱和吸附量为0.52mmol/g(温俊杰，新型硅胶-聚胺有机-无机复合树脂从钴(镍)电解液中除铜的基础研究，中南大学博士论文，2010)，且其制备步骤较为复杂，即：先使硅胶基体与硅烷偶联剂反应得到表面负载卤素基团的二氧化硅，再将其与多胺化合物反应得到表面负载胺基基团的二氧化硅，最后接枝氯甲基吡啶官能团(E.Rosenberg，R.J.Fisher，Materials andmethods for the separation of copper ions and ferric iron in liquid solutions，US 20020139753A1)。硅胶基体硅烷化反应主要是在惰性溶剂中通过硅烷偶联剂的烷氧基与二氧化硅表面硅羟基的反应实现的，得到表面负载卤素基团的二氧化硅。由于烷氧基的位阻较大以及二氧化硅比表面积较小，使卤素基团负载效率低(P.K.Jal，S.Patel，B.K.Mishra，Chemicalmodification of silica surface by immobilization of functional groups for extractive concentrationof metal ions)。同时我们的研究发现，将氯甲基吡啶官能团接枝到表面负载胺基基团的二氧化硅表面时，对反应体系的pH值有严格的要求，碱性过高(pH值大于11)会使硅胶溶解，碱性过低(pH值低于10)时氯甲基吡啶官能团与胺基基团之间的亲核取代反应效率低，直接导致官能团的负载量不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种硅胶负载氨甲基吡啶官能团螯合树脂的制备方法，可有效提高氨甲基吡啶官能团负载量以及树脂对金属离子吸附容量。该树脂对铜离子有良好的选择吸附性能，可用于硫酸钴/氯化钴电解液的深度净化除铜。
本发明的技术方案是：
一种硅胶负载氨甲基吡啶深度除铜螯合树脂的制备方法：先使硅烷偶联剂与2-氨甲基吡啶在无水条件下反应生成氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂，再将氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂接枝到二氧化硅硅胶表面。
所述的硅烷偶联剂与2-氨甲基吡啶按照等摩尔进行反应。
所述的硅烷偶联剂为3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷或3-溴丙基三甲氧基硅烷。
所述的硅烷偶联剂与2-氨甲基吡啶反应体系温度为80～140℃，氮气气氛，反应时间6～18h。
所述的硅烷偶联剂与2-氨甲基吡啶是在非质子性溶剂中反应，并以三乙胺为氯化氢吸收剂；所述的非质子性溶剂为丙酮、甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种。
所述的硅烷偶联剂与2-氨甲基吡啶反应的具体步骤如下：
将2-氨甲基吡啶、三乙胺和非质子性溶剂混合均匀加入到三颈瓶中，升温至50～90℃；然后在机械搅拌下，用恒压滴液漏斗逐滴加入硅烷偶联剂和非质子性溶剂的混合液，保持温度50～90℃，氮气气氛回流6～18h；反应结束后过滤除去三乙胺盐酸盐晶体，经蒸馏除去溶剂，得到棕红色粘稠状液体，即为氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂。
接枝反应时，在惰性有机溶剂中，先用有机碱在活化的二氧化硅硅胶表面腐蚀出微孔结构以增大基体比表面积，所述的有机碱为二乙胺、三乙胺、乙醇胺、葡甲胺中的一种；所述的惰性有机溶剂为环己烷、庚烷、甲苯、二甲苯中的一种。
接枝反应以1％～5％盐酸-无水乙醇溶液为催化剂，其中盐酸与无水乙醇的体积比为1∶4。
接枝反应温度80～140℃，优选50～90℃，反应时间24～48h，活化的二氧化硅硅胶与氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂的反应用量比例为1～6ml/5g活化二氧化硅。
接枝反应的具体步骤如下：
将活化的二氧化硅硅胶和惰性有机溶剂加入到三颈瓶中，升温至80～140℃，机械搅拌下加入有机碱反应后，在三颈瓶的两侧用恒压滴液漏斗同时滴加氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂与惰性有机溶剂的混合液和1％～5％盐酸-无水乙醇混合液，两种混合液同步滴加完毕后，保持温度80～140℃，反应24～48h；反应完成后抽滤得到固体产物，将其用甲醇索氏提取，抽滤固体产物，真空干燥，得棕黄色固体颗粒，即为硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂。
本发明的将硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂的合成路线，经发明人重新设计，从而可以有效地提高螯合树脂官能团的负载量及其对金属离子的吸附容量。且该合成路线与现有商品二氧化硅基氨甲基吡啶螯合树脂的合成路线相比更为简单经济，同时避免了现有合成路线中表面修饰胺基基团的二氧化硅与氯甲基吡啶反应制备螯合树脂时，因反应体系碱性过高(pH＞11)造成二氧化硅溶解，或碱性过低(pH＜10)使螯合树脂氨甲基吡啶官能团负载量过低。
本发明的一种硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂的制备方法，具体步骤为：
(1)取30g色谱填柱二氧化硅硅胶于500ml三颈瓶中，加入1mol/L HNO3溶液200ml，在50℃下机械搅拌6h，反应后抽滤得固体产物，将其依次用去离子水和甲醇洗涤至中性，室温干燥12h，得到活化硅胶。
(2)将20ml 2-氨甲基吡啶、30ml三乙胺和30ml非质子性溶剂混合均匀加入到三颈瓶中，升温至50～90℃。然后在机械搅拌下，用恒压滴液漏斗逐滴加入50ml 3-氯丙基三甲氧基硅烷偶联剂和30ml非质子性溶剂的混合液，保持温度50～90℃，氮气气氛回流6～18h。反应结束后过滤除去三乙胺盐酸盐晶体，经减压蒸馏除去溶剂，得到棕红色粘稠状液体，即为氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂。
氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂产率按式(1)计算：
其中M1(g)为加入反应体系的2-氨甲基吡啶质量、M2(g)为氨甲基吡啶改性偶联剂的实际产出质量；N1、N2(g/mol)分别为2-氨甲基吡啶、氨甲基吡啶改性偶联剂的摩尔分子质量。
(3)将5g活化二氧化硅硅胶和30ml惰性有机溶剂加入到三颈瓶中，升温至80～140℃，机械搅拌下加入5g有机碱反应0.5～2h后，在三颈瓶的两侧用恒压滴液漏斗同时滴加1～6ml氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂-20ml惰性有机溶剂的混合液和15ml 1％～5％盐酸-无水乙醇混合液(V/V＝1∶4)，两种混合液同步滴加完毕后，保持温度80～140℃，反应24～48h。反应完成后抽滤得到固体产物，将其用甲醇索氏提取6h，抽滤固体产物，于50℃真空干燥12h，得棕黄色固体颗粒，即为硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂。
吸附平衡时硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂对金属离子的吸附量按式(2)计算：
其中，qe(mmol·g-1)为吸附平衡时树脂对金属离子的吸附量；C0、Ce(mmol·L-1)分别为吸附前后液中金属离子的浓度；V(L)为溶液的体积；W(g)为树脂的干重。
步骤(2)所述的非质子性溶剂为丙酮、甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种。
步骤(3)所述有机碱为二乙胺、三乙胺、乙醇胺、葡甲胺中的一种；所述的惰性有机溶剂为环己烷、庚烷、甲苯、二甲苯中的一种。
本发明的优点和积极效果在于，本发明方法提供了一种吸附容量大(溶液pH＝4时，Cu2+的吸附量可达0.80mmol/g，高于商品硅胶基氨甲基吡啶树脂)、机械强度好、吸附速度快的硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂及其制备方法。通过本发明的方法，有效提高了螯合树脂官能团的负载量及其对金属离子的吸附容量，且合成路线更为简单经济，同时避免了现有合成路线中表面修饰氨基基团的二氧化硅与氯甲基吡啶反应制备螯合树脂时，因反应体系碱性过高(pH＞11)造成二氧化硅溶解，或碱性过低(pH＜10)氯甲基吡啶官能团与胺基基团之间的亲核取代反应效率低，导致官能团的负载量不高。
具体实施方式
以下实施方式旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1采用不同非质子性溶剂制备硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂
(1)取30g色谱填柱二氧化硅硅胶于500ml三颈瓶中，加入1mol/L HNO3溶液200ml，在50℃下机械搅拌6h，反应后抽滤得固体产物，将其依次用去离子水和甲醇洗涤至中性，室温干燥12h，得到活化硅胶。
(2)将20ml 2-氨甲基吡啶、30ml三乙胺和30ml非质子性溶剂混合均匀加入到三颈瓶中，升温至50～90℃。然后在机械搅拌下，用恒压滴液漏斗逐滴加入50ml 3-氯丙基三甲氧基硅烷偶联剂和30ml非质子性溶剂的混合液，保持温度50～90℃，氮气气氛回流6～18h。反应结束后过滤除去三乙胺盐酸盐晶体，经减压蒸馏除去溶剂，得到棕红色粘稠状液体，即为氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂。
(3)将5g活化硅胶和30ml甲苯加入到三颈瓶中，升温至110℃，机械搅拌下加入5g乙醇胺反应1.5h后，在三颈瓶的两侧用恒压滴液漏斗同时滴加5ml氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂-20ml甲苯的混合液和15ml5％盐酸-无水乙醇混合液(V/V＝1∶4)，两种混合液同步滴加完毕后，保持温度110℃，反应40h。反应完成后抽滤得到固体产物，将其用甲醇索氏提取6h，抽滤固体产物，于50℃真空干燥12h，得棕黄色固体颗粒，即为硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂。
表1采用不同非质子性溶剂制备氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂的产率
实施例2采用不同惰性有机溶剂制备硅胶负载氨基甲基吡啶螯合树脂
(1)取30g色谱填柱二氧化硅硅胶于500ml三颈瓶中，加入1mol/L HNO3溶液200ml，在50℃下机械搅拌6h，反应后抽滤得固体产物，将其依次用去离子水和甲醇洗涤至中性，室温干燥12h，得到活化硅胶。
(2)将20ml 2-氨甲基吡啶、30ml三乙胺和30ml二甲基亚砜混合均匀加入到三颈瓶中，升温至90℃。然后在机械搅拌下，用恒压滴液漏斗逐滴加入50ml 3-氯丙基三甲氧基硅烷偶联剂和30ml非质子性溶剂的混合液，保持温度90℃，氮气气氛回流18h。反应结束后过滤除去三乙胺盐酸盐晶体，经减压蒸馏除去溶剂，得到棕红色粘稠状液体，即为氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂。
(3)将5g活化硅胶和30ml惰性有机溶剂加入到三颈瓶中，升温至80～140℃，机械搅拌下加入5g乙醇胺反应1.5h后，在三颈瓶的两侧用恒压滴液漏斗同时滴加5ml氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂-20ml惰性有机溶剂的混合液和15ml 5％盐酸-无水乙醇混合液(V/V＝1∶4)。两种混合液同步滴加完毕后，保持温度80～140℃，反应24～48h。反应完成后抽滤得到固体产物，将其用甲醇索氏提取6h，抽滤固体产物，于50℃真空干燥12h，得棕黄色固体颗粒，即为硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂。
表2采用不同惰性有机溶剂制备的硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂与铜离子吸附量的关系
实施例3采用不同有机碱制备硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂
(1)取30g色谱填柱二氧化硅硅胶于500ml三颈瓶中，加入1mol/L HNO3溶液200ml，在50℃下机械搅拌6h，反应后抽滤得固体产物，将其依次用去离子水和甲醇洗涤至中性，室温干燥12h，得到活化硅胶。
(2)将20ml 2-氨甲基吡啶、30ml三乙胺和30ml二甲基亚砜混合均匀加入到三颈瓶中，升温至90℃。然后在机械搅拌下，用恒压滴液漏斗逐滴加入50ml 3-氯丙基三甲氧基硅烷偶联剂和30ml非质子性溶剂的混合液，保持温度90℃，氮气气氛回流18h。反应结束后过滤除去三乙胺盐酸盐晶体，经减压蒸馏除去溶剂，得到棕红色粘稠状液体，即为氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂。
(3)将5g活化硅胶和30ml甲苯加入到三颈瓶中，升温至110℃，机械搅拌下加入5g有机碱反应0.5～2h后，在三颈瓶的两侧用恒压滴液漏斗同时滴加5ml氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂-20ml惰性有机溶剂的混合液和15ml 5％盐酸-无水乙醇混合液(V/V＝1∶4)。两种混合液同步滴加完毕后，保持温度110℃，反应48h。反应完成后抽滤得到固体产物，将其用甲醇索氏提取6h，抽滤固体产物，于50℃真空干燥12h，得棕黄色固体颗粒，即为硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂。
表3采用不同有机碱制备的硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂与铜离子吸附量的关系
实施例4采用不同浓度盐酸-乙醇混合溶液(V/V＝1∶4)制备硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂
(1)取30g色谱填柱二氧化硅硅胶于500ml三颈瓶中，加入1mol/L HNO3溶液200ml，在50℃下机械搅拌6h，反应后抽滤得固体产物，将其依次用去离子水和甲醇洗涤至中性，室温干燥12h，得到活化硅胶。
(2)将20ml 2-氨甲基吡啶、30ml三乙胺和30ml二甲基亚砜混合均匀加入到三颈瓶中，升温至90℃。然后在机械搅拌下，用恒压滴液漏斗逐滴加入50ml 3-氯丙基三甲氧基硅烷偶联剂和30ml非质子性溶剂的混合液，保持温度90℃，氮气气氛回流18h。反应结束后过滤除去三乙胺盐酸盐晶体，经减压蒸馏除去溶剂，得到棕红色粘稠状液体，即为氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂。
(3)将5g活化硅胶和30ml甲苯加入到三颈瓶中，升温至110℃，机械搅拌下加入5g乙醇胺反应1.5h后，在三颈瓶的两侧用恒压滴液漏斗同时滴加5ml氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂-20ml惰性有机溶剂的混合液和15ml1％～5％盐酸-无水乙醇混合液(V/V＝1∶4)。两种混合液同步滴加完毕后，保持温度110℃，反应48h。反应完成后抽滤得到固体产物，将其用甲醇索氏提取6h，抽滤固体产物，于50℃真空干燥12h，得棕黄色固体颗粒，即为硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂。
表4采用不同浓度盐酸-乙醇混合溶液(V/V＝1∶4)制备的硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂与铜离子吸附量的关系
| 实验序号 | 盐酸浓度(wt.％) | 铜离子的吸附量(mmol/g) |
| Run 1 | 1 | 0.51 |
| Run 2 | 2 | 0.64 |
| Run 3 | 3 | 0.65 |
| Run 4 | 4 | 0.72 |
| Run 5 | 5 | 0.80 |
实施例5采用不同用量氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂制备硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂
(1)取30g色谱填柱二氧化硅硅胶于500ml三颈瓶中，加入1mol/L HNO3溶液200ml，在50℃下机械搅拌6h，反应后抽滤得固体产物，将其依次用去离子水和甲醇洗涤至中性，室温干燥12h，得到活化硅胶。
(2)将20ml 2-氨甲基吡啶、30ml三乙胺和30ml二甲基亚砜混合均匀加入到三颈瓶中，升温至90℃。然后在机械搅拌下，用恒压滴液漏斗逐滴加入50ml 3-氯丙基三甲氧基硅烷偶联剂和30ml非质子性溶剂的混合液，保持温度90℃，氮气气氛回流18h。反应结束后过滤除去三乙胺盐酸盐晶体，经减压蒸馏除去溶剂，得到棕红色粘稠状液体，即为氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂。
(3)将5g活化硅胶和30ml甲苯加入到三颈瓶中，升温至110℃，机械搅拌下加入5g乙醇胺反应1.5h后，在三颈瓶的两侧用恒压滴液漏斗同时滴加1～6ml氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂-20ml惰性有机溶剂的混合液和15ml 5％盐酸-无水乙醇混合液(V/V＝1∶4)。两种混合液同步滴加完毕后，保持温度110℃，反应48h。反应完成后抽滤得到固体产物，将其用甲醇索氏提取6h，抽滤固体产物，于50℃真空干燥12h，得棕黄色固体颗粒，即为硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂。
表5采用不同用量氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂制备的硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂与铜离子吸附量的关系
对比例1
(1)取30g色谱填柱二氧化硅硅胶于500ml三颈瓶中，加入1mol/LHNO3溶液200ml，在50℃下机械搅拌6h，反应后抽滤得固体产物，将其依次用去离子水和甲醇洗涤至中性，室温干燥12h，得到活化硅胶。
(2)取20g步骤(1)得到的活化硅胶、150ml甲苯加入至500ml三颈瓶，机械搅拌，油浴加热使反应体系升温至110℃；80ml甲苯与20ml 3-氯丙基三甲基硅烷混合均匀后逐滴滴入三颈瓶，整个反应过程中保持体系温度110℃，氮气气氛回流48h。反应完成后抽滤得到固体产物，将其用甲醇索氏提取6h，抽滤固体产物，于50℃真空干燥12h，得到氯硅烷化硅胶。
(3)取10g步骤(2)得到的硅烷化硅胶与100ml无水甲醇加入到250ml三颈瓶中，加热升温至60℃。加入20ml2-氨甲基吡啶，机械搅拌下反应24h。反应过程中使用10wt.％硫酸溶液或10wt.％氢氧化钠溶液调节体系pH值9～12。抽滤得到固体产物，将其用甲醇索氏提取6h，抽滤固体产物，于50℃真空干燥12h，得到氨甲基吡啶螯合树脂。
表4不同pH值下上述氯烷化硅胶与2-氨甲基吡啶反应制备的硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂与铜离子吸附量的关系
对比例2
(1)取30g色谱填柱二氧化硅硅胶于500ml三颈瓶中，加入1mol/LHNO3溶液200ml，在50℃下机械搅拌6h，反应后抽滤得固体产物，将其依次用去离子水和甲醇洗涤至中性，室温干燥12h，得到活化硅胶。
(2)取20g步骤(1)得到的活化硅胶、150ml甲苯加入至500ml三颈瓶，机械搅拌，油浴加热使反应体系升温至110℃；80ml甲苯与20ml 3-氨丙基三甲基硅烷混合均匀后逐滴滴入三颈瓶，整个反应过程中保持体系温度110℃，氮气气氛回流48h。反应完成后抽滤得到固体产物，将其用甲醇索氏提取6h，抽滤固体产物，于50℃真空干燥12h，得到氨基硅烷化硅胶。
(3)取10g步骤(2)得到的硅烷化硅胶与100ml无水甲醇加入到250ml三颈瓶中，加热升温至60℃。加入20g氯甲基吡啶，机械搅拌下反应24h。反应过程中使用10wt.％硫酸溶液或10wt.％氢氧化钠溶液调节体系pH值9～12。抽滤得到固体产物，将其用甲醇索氏提取6h，抽滤固体产物，于50℃真空干燥12h，得到氨甲基吡啶螯合树脂。
表5不同pH值下上述氨基硅烷化硅胶与氯甲基吡啶反应制备的硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂与铜离子吸附量的关系
Claims (8)
1.一种硅胶负载氨甲基吡啶深度除铜螯合树脂的制备方法，其特征在于，先使硅烷偶联剂与2-氨甲基吡啶在无水条件下反应生成氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂，再将氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂接枝到二氧化硅硅胶表面；
接枝反应以1%～5%盐酸-无水乙醇溶液为催化剂，其中盐酸与无水乙醇的体积比为1:4；
接枝反应时，在惰性有机溶剂中，先用有机碱在活化的二氧化硅硅胶表面腐蚀出微孔结构以增大基体比表面积，所述的有机碱为二乙胺、三乙胺、乙醇胺、葡甲胺中的一种；所述的惰性有机溶剂为环己烷、庚烷、甲苯、二甲苯中的一种。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷或3-溴丙基三甲氧基硅烷。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的硅烷偶联剂与2-氨甲基吡啶反应体系温度为80～140℃，氮气气氛，反应时间6～18h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的硅烷偶联剂与2-氨甲基吡啶是在非质子性溶剂中反应，并以三乙胺为氯化氢吸收剂；所述的非质子性溶剂为丙酮、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述的硅烷偶联剂与2-氨甲基吡啶反应的具体步骤如下：
将2-氨甲基吡啶、三乙胺和非质子性溶剂混合均匀加入到三颈瓶中，升温至50～90℃；然后在机械搅拌下，用恒压滴液漏斗逐滴加入硅烷偶联剂和非质子性溶剂的混合液，保持温度50～90℃，氮气气氛回流6～18h；反应结束后过滤除去三乙胺盐酸盐晶体，经蒸馏除去溶剂，得到棕红色粘稠状液体，即为氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，接枝反应温度80～140℃，反应时间24～48h，活化的二氧化硅硅胶与氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂的反应用量比例为1～6ml/5g活化二氧化硅。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，接枝反应温度为50～90℃。
8.根据权利要求1或6或7所述的制备方法，其特征在于，接枝反应的具体步骤如下：
将活化的二氧化硅硅胶和惰性有机溶剂加入到三颈瓶中，升温至80～140℃，机械搅拌下加入有机碱反应后，在三颈瓶的两侧用恒压滴液漏斗同时滴加氨甲基吡啶改性硅烷偶联剂与惰性有机溶剂的混合液和1%～5%盐酸-无水乙醇混合液，两种混合液同步滴加完毕后，保持温度80～140℃，反应24～48h；反应完成后抽滤得到固体产物，将其用甲醇索氏提取，抽滤固体产物，真空干燥，得棕黄色固体颗粒，即为硅胶负载氨甲基吡啶螯合树脂。
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