CN109535294B - 一种含有柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体单元的聚合物及其在去除重金属离子中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种柠檬酸甲基丙烯酸酯单体聚合得到的聚合物，属于重金属处理技术领域，由本发明提供的柠檬酸甲基丙烯酸酯单体聚合得到的聚合物可用于重金属离子的吸附，将其用于水中进行重金属离子的吸附，吸附效率较高；应用于药液中进行重金属离子的吸附，不仅吸附效率高，且在脱除重金属的同时，不会对药液中的其它成分产生影响。

Description

一种含有柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体单元的聚合物及其 在去除重金属离子中的应用
技术领域
本发明涉及重金属处理技术领域，特别涉及一种含有柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体单元的聚合物及其在去除重金属离子中的应用。
背景技术
近年来，重金属对人类的危害越来越大。作为外源污染物的一种，中药材重金属的污染问题已成为影响中药广泛应用的主要问题，并且限制了中药材迈向国际的步伐。现阶段，用于单一水体中重金属脱除的方法较多，研究较完善。如目前常采用的吸附法。但是，中草药水煎液中基质复杂，如果将用于单一水体中脱除重金属的方法应用于中草药水煎液中，在脱除重金属的同时，会对药液中的其它成分产生影响。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种含有柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体单元的聚合物及其在去除重金属离子中的应用，由本发明提供的聚合物可用于重金属离子的吸附，将其用于水中进行重金属离子的吸附，吸附效率较高；应用于药液中进行重金属离子的吸附，不仅吸附效率高，且在脱除重金属的同时，不会对药液中的其它成分产生影响。
本发明提供了一种由具有式I所示结构的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体聚合得到的聚合物：
Figure GDA0002775798600000011
所述聚合物由具有式I所示结构的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体均聚或由具有式I所示结构的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体与其它单体共聚得到；所述聚合物中柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体单元的质量为聚合物重质量的30～100％；
所述其它单体包括一代三分枝乙二醇单体或N-异丙基丙烯酰胺。
优选地，所述聚合物为具有式II、式III或式IV所示结构的聚合物，
Figure GDA0002775798600000021
所述式II中，n为50～1000；式III中m为20～10000，n为20～10000，m:n为1：5～5：1；式IV中m为200～20000，n为20～20000，m:n为1：5～5：1。
优选地，所述有机溶剂为四氢呋喃或二氯甲烷。
优选地，所述柠檬酸三甲酯、三乙胺、二甲基氨基吡啶、甲基丙烯酰氯和有机溶剂的用量比为1～2g：1～2g：0.02～0.04g：25～40mL。
优选地，所述取代反应的温度为室温，取代反应的时间为10～12h。
优选地，所述混合包括以下步骤：
将所述柠檬酸三甲酯、三乙胺、二甲基氨基吡啶和部分有机溶剂混合，得到混合液；将所述甲基丙烯酰氯和剩余有机溶剂混合，得到甲基丙烯酰氯溶液；在0℃下，将所述甲基丙烯酰氯溶液滴加至混合溶液中。
所述部分有机溶剂和剩余有机溶剂的体积比为4～6：1～2。
所述滴加的速率为80～100滴/min。
本发明还提供了上述聚合物在去除重金属离子中的应用。
有益技术效果：本发明提供了一种由具有式I所示结构的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体聚合得到的聚合物，由本发明提供的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体聚合得到的聚合物可用于重金属离子的吸附，将其用于水中进行重金属离子的吸附，吸附效率较高；应用于药液中进行重金属离子的吸附，不仅吸附效率高，且在脱除重金属的同时，不会对药液中的其它成分产生影响。实施例实验数据表明，将本发明提供的聚合物用于吸附重金属离子，重金属的脱除率可达80.07％。
附图说明：
图1为实施例1中得到的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体的质谱图；
图2为实施例1中得到的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体的核磁表征图；
图3为实施例1中得到的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯聚合物重金属吸附剂的核磁表征图；
图4为实施例19中得到的重金属吸附剂的核磁表征图；
图5为实施例27中得到的重金属吸附剂的核磁表征图；
图6为实施例21中聚合物脱除川芎药液金属离子前后的核磁图。
具体实施方式
本发明提供了一种由具有式I所示结构的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体聚合得到的聚合物：
Figure GDA0002775798600000031
所述聚合物由具有式I所示结构的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体均聚或由具有式I所示结构的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体与其它单体共聚得到；所述聚合物中柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体单元的质量为聚合物重质量的30～100％；
所述其它单体包括一代三分枝乙二醇单体或N-异丙基丙烯酰胺。
在本发明中，所述具有式I所示结构的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体的制备方法优选包括以下步骤：
将柠檬酸三甲酯三甲酯、三乙胺、二甲基氨基吡啶、甲基丙烯酰氯和有机溶剂混合后进行取代反应，得到具有式I所示结构的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体。
在本发明中，所述有机溶剂优选为四氢呋喃或二氯甲烷，更优选为四氢呋喃。
在本发明中，所述柠檬酸三甲酯三甲酯、三乙胺、二甲基氨基吡啶、甲基丙烯酰氯和有机溶剂的用量比优选为1～2g：1～2g：0.02～0.04g：25～40mL，更优选为1.5g：1.5g：0.03g：30～35mL。
在本发明中，所述取代反应的温度优选为室温；所述取代反应的时间优选为8～14h，更优选为10～12h。
在本发明中，所述混合优选包括以下步骤：
将所述柠檬酸三甲酯三甲酯、三乙胺、二甲基氨基吡啶和部分有机溶剂混合，得到混合液；将所述甲基丙烯酰氯和剩余有机溶剂混合，得到甲基丙烯酰氯溶液；在0℃下，将所述甲基丙烯酰氯溶液滴加至混合溶液中。
在本发明中，所述部分有机溶剂和剩余有机溶剂的体积比优选为4～6：1～2，更优选为4.5～5：1.5；所述滴加速率优选为80～100滴/min，更优选为90～95滴/min。本发明对所述混合的方法没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的混合方法即可。
本发明还提供了具有式I所示结构的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体聚合得到的聚合物，所述聚合物由具有式I所示结构的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体均聚或由具有式I所示结构的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体与其它单体共聚得到；
所述其它单体包括一代三分枝乙二醇单体或N-异丙基丙烯酰胺。
在本发明中，当所述聚合物由具有式I所示结构的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体均聚得到时，其制备方法包括以下步骤：
将柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体、偶氮二异丁腈和N，N-二甲基甲酰胺在无氧环境下进行聚合反应，得到柠檬酸三甲酯聚合物。
在本发明中，所述将柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体、偶氮二异丁腈和N，N-二甲基甲酰胺的用量比优选为400～1000g：0.4～1g：400～1000mL，更优选为500～800g：0.5～0.8g：600～800mL。
在本发明中，所述聚合反应的温度优选为50～80℃，更优选为60～70℃；所述聚合反应的时间优选为4～12h，更优选为5～10h。
在本发明中，所述无氧环境优选由氮气氛围提供。
在本发明中，所述聚合物优选为具有式II、式III或式IV所示结构的聚合物；
Figure GDA0002775798600000051
所述式II中，n优选为50～1000，更优选为100～500；式III中m优选为20～10000，更优选为50～5000，n优选为20～10000，更优选为50～5000，m:n为1：5～5：1；式IV中m优选200～20000，更优选为1000～10000，n优选20～20000，更优选为1000～10000，m:n为1：5～5：1。
在本发明中，所述具有式II所示结构的聚合物由具有式I所示结构的的单体均聚得到，本发明对均聚的方法没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的聚合方法即可。
在本发明中，所述具有式III所示结构的化合物的制备方法优选包括以下步骤:
将柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体、一代三分枝乙二醇单体、偶氮二异丁腈和N，N-二甲基甲酰胺混合，在无氧环境下进行共聚反应，然后经水解，得到具有式III所示结构的聚合物。
在本发明中，所述一代三分枝乙二醇单体的结构式如式V所示：
Figure GDA0002775798600000061
在本发明中，所述柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体、一代三分枝乙二醇单体、偶氮二异丁腈和N，N-二甲基甲酰胺的用量比优选为150～200g：150～200g：0.15～0.2g：150～250mL，更优选为160～180g：160～180g：0.16～0.18g：180～200mL。
在本发明中，所述共聚反应的温度优选为50～80℃，更优选为60～70℃；所述共聚反应的时间优选为4～12h，更优选为5～10h。
在本发明中，所述无氧环境优选由氮气氛围提供。
本发明对混合的方法没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的混合方法即可。
在本发明中，所述具有式IV所示结构的聚合物的制备方法优选包括以下步骤：
将柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体、N-异丙基丙烯酰胺、偶氮二异丁腈和N，N-二甲基甲酰胺混合后，在无氧条件下进行共聚反应，然后经水解，得到式IV所示结构的聚合物。
在本发明中，所述柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体、N-异丙基丙烯酰胺、偶氮二异丁腈和N，N-二甲基甲酰胺的用量比优选为300～500g：600～100g：4～8g：400～800mL，更优选为400～450g：700～800g：5～7g：500～700mL。
在本发明中，所述共聚反应的温度优选为50～80℃，更优选为60～70℃；所述共聚反应的时间优选为4～12h，更优选为5～10h。
在本发明中，所述无氧环境由氮气氛围提供。
本发明还提供了上述聚合物在去除重金属离子中的应用。
本发明优选通过上述聚合物制备得到吸附剂，将吸附剂用于重金属离子的吸附，去除重金属离子。
在本发明中，所述吸附剂的制备方法优选包括以下步骤：
将所述聚合物与有机溶剂混合，得到聚合物溶液；
将氢氧化锂水溶液滴加到所述聚合物溶液中，得到聚合物水解液；
将所述聚合物水解液冷冻干燥后，与水混合，得到重金属吸附剂。
本发明将所述聚合物与有机溶剂混合，得到聚合物溶液。
在本发明中，所述有机溶剂优选为四氢呋喃；所述共聚物与有机溶剂的用量比优选为140～160g：50～70mL。在本发明中，所述混合优选为搅拌混合，所述搅拌的时间优选为12h。本发明对搅拌的速率没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的搅拌速率即可。
得到共聚物溶液后，本发明将氢氧化锂水溶液滴加到聚合物溶液中，得到聚合物水解液。
在本发明中，所述氢氧化锂溶液的质量浓度优选为15～45mg/ml，更优选为20～35mg/ml；所述滴加速度优选为80～100滴/min，更优选为90～95滴/min。在本发明中，所述滴加优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的时间优选为10～12h，本发明对搅拌的速率没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的搅拌速率即可。
将所述聚合物水解液冷冻干燥后，将所得干燥产物与水混合，得到重金属吸附剂。
在本发明中，所述干燥产物与水的质量比优选为1:10～100，更优选为1:30～60。
本发明优选将吸附剂与待检测水体依次混合、离心，所得上清液即为脱除重金属的水体。
在本发明中，所述吸附剂优选为由具有式II所示结构的化合物、具有式III所示结构的聚合物或具有式IV所示结构的聚合物制备得到。
在本发明中，当所述吸附剂为具有式II所示结构的聚合物制备得到时，当检测水体为污水时，所述吸附剂的用量优选为1～3mg/mL；当所述水体为药液时，所述吸附剂的用量优选为0.5～1mg/mL.
当所述吸附剂的结构为具有式III所示结构的聚合物制备得到时，当检测水体为污水时，所述吸附剂的用量优选为3～9mg/mL；当所述水体为药液时，所述吸附剂的用量优选为0.5～6mg/mL.
当所述吸附剂的结构为具有式IV所示结构的聚合物制备得到时，当检测水体为污水时，所述吸附剂的用量优选为1～9mg/mL；当所述水体为药液时，所述吸附剂的用量优选为3～9mg/mL。
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
1)将柠檬酸三甲酯1g，三乙胺1g，二甲基氨基吡啶20mg及无水THF20mL置入250mL圆底烧瓶中。将甲基丙烯酰氯0.6g溶解于无水四氢呋喃5mL中置入恒压滴液漏斗，在0℃下，缓慢滴入圆底烧瓶中，室温下搅拌12h，得柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体，其质谱图和核磁表征分别如图1和图2所示。
2)将柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体0.4g溶于无水N，N-二甲基甲酰胺0.4mL，加入偶氮二异丁腈0.4mg，在氮气保护下，60℃油浴，搅拌过夜，得柠檬酸三甲酯均聚物。
3)将柠檬酸三甲酯均聚物120mg溶于四氢呋喃50mL，氢氧化锂300mg溶于H2O10mL，在冰浴下，将LiOH水溶液慢慢加入上述体系中，搅拌过夜，得聚合物水解液，冷冻干燥后与水(水的用量为冷冻干燥产物的质量的10倍)混合，得重金属吸附剂，其核磁表征图3所示。
实施例2
称取0.5mg实施例1中的吸附剂100μL水中，加入到Cu2+浓度为500mg/L的重金属水溶液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Cu2+浓度，从而得到Cu2+的脱除率为12.55％。
实施例3
称取1mg实施例1中的吸附剂100μL水中，加入到Cu2+浓度为500mg/L的重金属水溶液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Cu2+浓度，从而得到Cu2+的脱除率为28.25％。
实施例4
称取3mg实施例1中的吸附剂100μL水中，加入到Cu2+浓度为500mg/L的重金属水溶液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Cu2+浓度，从而得到Cu2+的脱除率为64.43％。
实施例5
称取0.5mg实施例1中的吸附剂100μL水中，加入到Pb2+浓度为1000mg/L的重金属水溶液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Pb2+浓度，从而得到Pb2+的脱除率为5.80％。
实施例6
称取1mg实施例1中的吸附剂100μL水中，加入到Pb2+浓度为1000mg/L的重金属水溶液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Pb2+浓度，从而得到Pb2+的脱除率为16.01％。
实施例7
称取3mg实施例1中的吸附剂100μL水中，加入到Pb2+浓度为1000mg/L的重金属水溶液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Pb2+浓度，从而得到Pb2+的脱除率为25.28％。
实施例8
称取1mg实施例1中的吸附剂100μL水中，加入到Cu2+浓度为100mg/L的川芎药液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Cu2+浓度，从而得到Cu2+的脱除率为7.15％。
实施例9
称取3mg实施例1中的吸附剂100μL水中，加入到Cu2+浓度为100mg/L的川芎药液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Cu2+浓度，从而得到Cu2+的脱除率为7.50％。
实施例10
称取6mg实施例1中的吸附剂100μL水中，加入到Cu2+浓度为100mg/L的川芎药液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Cu2+浓度，从而得到Cu2+的脱除率为9.06％。
实施例11
称取9mg实施例1中的吸附剂100μL水中，加入到Cu2+浓度为100mg/L的川芎药液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Cu2+浓度，从而得到Cu2+的脱除率为7.37％。
实施例12
称取0.5mg实施例1中的吸附剂100μL水中，加入到Pb2+浓度为100mg/L的川芎药液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Pb2+浓度，从而得到Pb2+的脱除率为48.51％。
实施例13
称取1mg实施例1中的吸附剂100μL水中，加入到Pb2+浓度为100mg/L的川芎药液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Pb2+浓度，从而得到Pb2+的脱除率为28.60％。
实施例14
称取3mg实施例1中的吸附剂100μL水中，加入到Pb2+浓度为100mg/L的川芎药液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Pb2+浓度，从而得到Pb2+的脱除率为13.11％。
实施例15
称取6mg实施例1中的吸附剂100μL水中，加入到Pb2+浓度为100mg/L的川芎药液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Pb2+浓度，从而得到Pb2+的脱除率为14.74％。
实施例16
称取9mg实施例1中的吸附剂100μL水中，加入到Pb2+浓度为100mg/L的川芎药液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Pb2+浓度，从而得到Pb2+的脱除率为9.98％。
实施例17
称取3mg实施例1中的吸附剂100μL水中，加入到Pb2+浓度为100mg/L的黄连药液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Pb2+浓度，从而得到Pb2+的脱除率为90.11％。
实施例18
称取3mg实施例1中的吸附剂100μL水中，加入到Pb2+浓度为100mg/L的黄芩药液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Pb2+浓度，从而得到Pb2+的脱除率为55.11％。
实施例19
将偶氮二异丁腈0.15mg溶于无水DMF0.15mL后加入实施例1中得到的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体0.15g和一代三分枝乙二醇单体0.15g混合体系中，在氮气保护下，60℃油浴，搅拌过夜，得具有式III所示结构的聚合物。
将具有式III所示结构的聚合物80mg溶于四氢呋喃25mL，氢氧化锂110mg溶于H2O5mL，在冰浴下，将LiOH水溶液慢慢加入聚合物体系中，搅拌过夜，冷冻干燥后，溶于水(水的用量为冷冻干燥产物质量的100倍)后，得到吸附剂，其核磁结构表征如图4所示。
实施例20
称取9mg实施例19中得到的吸附剂溶于100μL水中，加入到Cu2+浓度为500mg/L的重金属水溶液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Cu2+浓度，从而得到Cu2 +的脱除率为72.41％。
实施例21
称取3mg实施例19中得到的吸附剂溶于100μL水中，加入到Cd2+浓度为500mg/L的重金属水溶液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Cd2+浓度，从而得到Cd2 +的脱除率为56.70％。
实施例22
称取6mg实施例19中得到的吸附剂溶于100μL水中，加入到Pb2+浓度为500mg/L的重金属水溶液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Pb2+浓度，从而得到Pb2 +的脱除率为91.34％。
实施例23
称取0.5mg实施例19中得到的吸附剂溶于100μL水中，加入到Pb2+浓度为100mg/L的川芎药液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Pb2+浓度，从而得到Pb2+的脱除率为72.65％。
图6为实施例21中聚合物脱除川芎药液金属离子前后的核磁图，从吸附前后每个化合物的出峰位置及峰面积可以看出几乎一致，所以不影响药液其他成分。
实施例24
称取9mg实施例19中得到的吸附剂溶于100μL水中，加入到Cd2+浓度为100mg/L的川芎药液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Cd2+浓度，从而得到Cd2+的脱除率为32.45％。
实施例25
称取3mg实施例19中得到的吸附剂溶于100μL水中，加入到Pb2+浓度为100mg/L的黄连药液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Pb2+浓度，从而得到Pb2+的脱除率为51.45％。
实施例26
称取3mg实施例19中得到的吸附剂溶于100μL水中，加入到Pb2+浓度为100mg/L的三七药液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Pb2+浓度，从而得到Pb2+的脱除率为37.45％。
实施例27
将偶氮二异丁腈8mg溶于无水DMF0.8ml后，加入柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体0.5g和N-异丙基丙烯酰胺溶于1g，在氮气保护下，60℃油浴，搅拌过夜，得具有式IV结构的聚合物。
将温敏性柠檬酸三甲酯聚合物(160mg)溶于四氢呋喃(45mL)，氢氧化锂(450mg)溶于H2O(15mL)，在冰浴下，将LiOH水溶液慢慢加入体系中，搅拌过夜，冷冻干燥后，溶于水(水的用量为冷冻干燥产物的30倍)后，得吸附剂，其核磁表征如图5所示。
实施例28
称取6mg实施例27中的吸附剂溶于100μL水中，加入到Cu2+浓度为100mg/L的重金属水溶液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Cu2+浓度，从而得到Cu2+的脱除率为27.94％。
实施例29
称取9mg实施例27中的吸附剂溶于100μL水中，加入到Pb2+浓度为1000mg/L的重金属水溶液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Pb2+浓度，从而得到Pb2+的脱除率为51.39％。
实施例30
称取1mg实施例27中的吸附剂溶于100μL水中，加入到Pb2+浓度为100mg/L的重金属水溶液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Pb2+浓度，从而得到Pb2+的脱除率为73.2％。
实施例31
称取1mg实施例27中的吸附剂溶于100μL水中，加入到Cu2+浓度为100mg/L的川芎药液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Cu2+浓度，从而得到Cu2+的脱除率为80.07％。
实施例32
称取1mg实施例27中的吸附剂溶于100μL水中，加入到Pb2+浓度为100mg/L的川芎药液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Pb2+浓度，从而得到Pb2+的脱除率为71.77％。
实施例33
称取3mg实施例27中的吸附剂溶于100μL水中，加入到Cu2+浓度为100mg/L的黄芩药液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Cu2+浓度，从而得到Cu2+的脱除率为87.71％。
实施例34
称取3mg实施例27中的吸附剂溶于100μL水中，加入到Pb2+浓度为100mg/L的黄连药液中，涡旋30min，离心(30min，13000r/min)，检测上清液中Pb2+浓度，从而得到Pb2+的脱除率为51.3％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种由具有式I所示结构的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体聚合得到的聚合物制备得到的重金属吸附剂在去除重金属离子中的应用：
Figure FDA0002936445600000011
所述聚合物由具有式I所示结构的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体均聚或由具有式I所示结构的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体与其它单体共聚得到；所述聚合物中柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体单元的质量为聚合物质量的30～100％；
所述其它单体包括一代三分枝乙二醇单体或N-异丙基丙烯酰胺；
所述重金属吸附剂的制备方法包括以下步骤：
将所述聚合物与有机溶剂混合，得到聚合物溶液；
将氢氧化锂水溶液滴加到所述聚合物溶液中，得到聚合物水解液；
将所述聚合物水解液冷冻干燥后，与水混合，得到所述重金属吸附剂。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述聚合物为具有式II、式III或式IV所示结构的聚合物，
Figure FDA0002936445600000012
Figure FDA0002936445600000021
所述式II中，n为50～1000；式III中m为20～10000，n为20～10000，m:n为1：5～5：1；式IV中m为200～20000，n为20～20000，m:n为1：5～5：1。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述具有式I所示结构的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体的制备方法，包括以下步骤：
将柠檬酸三甲酯、三乙胺、二甲基氨基吡啶、甲基丙烯酰氯和有机溶剂混合后进行取代反应，得到具有式I所示结构的柠檬酸三甲酯甲基丙烯酸酯单体。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述有机溶剂为四氢呋喃或二氯甲烷。
5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述柠檬酸三甲酯、三乙胺、二甲基氨基吡啶、甲基丙烯酰氯和有机溶剂的用量比为1～2g：1～2g：0.02～0.04g:25～40mL。
6.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述取代反应的温度为室温，取代反应的时间为10～12h。
7.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述混合包括以下步骤：
将所述柠檬酸三甲酯、三乙胺、二甲基氨基吡啶和部分有机溶剂混合，得到混合液；将所述甲基丙烯酰氯和剩余有机溶剂混合，得到甲基丙烯酰氯溶液；在0℃下，将所述甲基丙烯酰氯溶液滴加至混合液中。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述部分有机溶剂和剩余有机溶剂的体积比为4～6：1～2。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述滴加的速率为80～100滴/min。
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