本發(fā)明涉及金屬萃取劑制備領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬萃取劑微膠囊及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、濺射靶材應(yīng)用范圍廣泛，主要應(yīng)用于電子及信息產(chǎn)業(yè)，如集成電路、信息存儲(chǔ)、液晶顯示屏、激光存儲(chǔ)器、電子控制器件等領(lǐng)域，亦可應(yīng)用于玻璃鍍膜領(lǐng)域，還可以應(yīng)用于耐磨材料、高溫耐蝕、高檔裝飾用品等行業(yè)。高化學(xué)純度是濺射靶材質(zhì)量的基礎(chǔ)，它對(duì)濺射膜層的組成和性能有直接影響。高純度濺射靶材可以顯著減少雜質(zhì)對(duì)膜層的影響，確保膜層具有優(yōu)良的物理和化學(xué)性能，這就要求制作濺射靶材的金屬溶液也要有較高的純度，所以需要對(duì)金屬溶液進(jìn)行提純使其達(dá)到濺射靶材的要求。

2、在金屬鎳溶液的提純過程中，往往會(huì)存在很多雜質(zhì)離子，常見的如鎂離子、銅離子、鉛離子、錳離子和鐵離子等，一般采用萃取法對(duì)雜質(zhì)離子進(jìn)行除去，但萃取過程中使用普通萃取劑對(duì)不同種的金屬離子吸附效果不同，且它們與雜質(zhì)離子形成的化合物性質(zhì)不穩(wěn)定，造成萃取級(jí)數(shù)增多，會(huì)使得提純過程中的工藝比較復(fù)雜，生產(chǎn)成本變高。專利cn114045394?a公開了一種利用萃取法分離氯化鎳溶液中銅的方法，該發(fā)明中將lix984和磺化煤油組成的有機(jī)相與氯化鎳溶液在萃取段連續(xù)逆流萃取，將萃取后負(fù)載鎳鈷的高銅有機(jī)相與洗鎳鈷酸進(jìn)行連續(xù)逆流反萃取，再與洗銅酸進(jìn)行連續(xù)逆流反萃取后，重新回用至萃取段。雖然該發(fā)明中的除銅效果較好、不會(huì)引入其他雜質(zhì)，但缺少了對(duì)錳離子、鉻離子、鎂離子的除雜效果數(shù)據(jù)。因此，對(duì)于濺射靶材所用金屬溶液在提純過程中所用的萃取方法仍有待改善。

3、基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，研發(fā)一種金屬萃取劑，在工藝條件控制下使其對(duì)不同種類的金屬離子均具有較好的去除效果，無論是對(duì)科技發(fā)展還是實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)都有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決以上所述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種金屬萃取劑微膠囊及其制備方法，該金屬萃取劑微膠囊的制備工藝簡(jiǎn)單易操作，對(duì)金屬螯合劑具有較好的包封率，且對(duì)多種金屬離子均有較高的去除效果。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明第一方面提供了一種金屬萃取劑微膠囊的制備方法，包括以下制備步驟：

4、(1)將丙烯酸乙酯、甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉鹽、交聯(lián)劑、引發(fā)劑混合均勻，在攪拌條件下滴加乳化劑溶液，超聲，在攪拌條件下用紫外燈光照10-20min后，純水洗滌，分離，干燥，得到中空微膠囊；

5、(2)將步驟(1)得到的中空微膠囊抽真空，加入金屬螯合劑，超聲處理5-10h，過濾，洗滌，得到金屬萃取劑微膠囊。

6、在一些實(shí)施方式中，所述丙烯酸乙酯、甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉鹽的摩爾比為1:(1.5-2.5):(1.5-2)。

7、優(yōu)選地，所述丙烯酸乙酯、甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉鹽的摩爾比為1:2:1.75。

8、在一些實(shí)施方式中，所述交聯(lián)劑包括質(zhì)量比為(25-30):1的1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯和己二醇二甲基丙烯酸酯。

9、優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑包括質(zhì)量比為28:1的1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯和己二醇二甲基丙烯酸酯。

10、在一些實(shí)施方式中，所述交聯(lián)劑的使用量為丙烯酸乙酯、甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉鹽總質(zhì)量的15-20％。

11、優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑的使用量為丙烯酸乙酯、甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉鹽總質(zhì)量的17％。

12、在一些實(shí)施方式中，所述引發(fā)劑為安息香及其衍生物類、苯乙酮類、芳香酮類和?；⒀趸镱惖囊环N或多種。

13、優(yōu)選地，所述引發(fā)劑為安息香及其衍生物類、苯乙酮類、芳香酮類的一種或多種。

14、在一些實(shí)施方式中，所述乳化劑溶液中的乳化劑為乙二胺基乙磺酸鈉、十二烷基二苯醚二磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鹽的一種或多種；所述乳化劑溶液的質(zhì)量濃度為2-4.5wt％。

15、優(yōu)選地，所述乳化劑溶液中的乳化劑為乙二胺基乙磺酸鈉和十二烷基二苯醚二磺酸鈉；所述乳化劑溶液的質(zhì)量濃度為3.5wt％。

16、在一些實(shí)施方式中，所述乳化劑的使用量為丙烯酸乙酯、甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉鹽總質(zhì)量的16-18％。

17、優(yōu)選地，所述乳化劑的使用量為丙烯酸乙酯、甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉鹽總質(zhì)量的17％。

18、在一些實(shí)施方式中，所述步驟(2)的中空微膠囊與金屬螯合劑的質(zhì)量比為(1.6-2.3):1。

19、優(yōu)選地，所述步驟(2)的中空微膠囊與金屬螯合劑的質(zhì)量比為1.95:1。

20、在一些實(shí)施方式中，所述金屬螯合劑的結(jié)構(gòu)式為：

21、

22、在一些實(shí)施方式中，所述金屬螯合劑的制備方法，包括以下制備步驟：

23、(1)將二丁醇胺溶于無水乙醇中，加入二硫化碳，在氮?dú)夥諊?-5℃下反應(yīng)5-8h后，用氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)ph至中性，旋蒸，得到二(4-羥丁基)二硫代氨基甲酸鈉；

24、(2)在無水乙醇中加入4-[雙(β-氯乙基)氨基]苯甲醛和步驟(1)得到的二(4-羥丁基)二硫代氨基甲酸鈉和催化劑，加熱回流后，減壓除去無水乙醇，將得到的固體加入純水中攪拌，萃取、合并有機(jī)相，干燥有機(jī)相中的水分后，濃縮，靜置10-20h，分離，得到金屬螯合劑。

25、本發(fā)明第二方面提供了一種以上所述制備方法制備得到的金屬萃取劑微膠囊。

26、本發(fā)明通過工藝控制，將丙烯酸乙酯、甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉鹽作為原料，使它們發(fā)生聚合形成中空微膠囊，再將金屬螯合劑通過超聲負(fù)載在微膠囊的中空結(jié)構(gòu)中，得到高包封率、對(duì)多種金屬離子都具有高吸附性能的金屬萃取劑微膠囊。

27、申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)選擇丙烯酸乙酯、甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉鹽作為聚合單體，在光引發(fā)劑和特定乳化劑的作用下，通過控制聚合單體的摩爾比、引發(fā)劑和乳化劑的用量，能夠成功制備出對(duì)金屬螯合劑具有高包封率的金屬萃取劑微膠囊，在相同使用量的條件下，金屬萃取劑微膠囊比金屬螯合劑對(duì)不同金屬離子的吸附能力更強(qiáng)，很大程度的降低了生產(chǎn)成本，并提高資源利用率。其中，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉鹽中的丙烯酰胺基團(tuán)會(huì)使聚合反應(yīng)加快；兩個(gè)側(cè)甲基和甲基磺酸鈉結(jié)合在氨基后面，可以抑制微膠囊的水解和熱降解；磺化基團(tuán)可以使單體在任何ph的情況下都能表現(xiàn)出較高的親水性和離子特征。且2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉鹽的使用還能夠減少乳化劑的使用量，并提高微膠囊的抗水界性和熱穩(wěn)定性。

28、本發(fā)明中所用金屬螯合劑在多種溶劑中均有較好的分散性和溶解性，通過氮原子、氧原子、硫原子與重金屬離子進(jìn)行配位螯合，形成穩(wěn)定的金屬螯合物。該金屬螯合劑一方面含有較多的羥基，能在一定程度上提高金屬螯合劑的性能；另一方面結(jié)構(gòu)中的羥丁基還可以提高螯合劑分子表面的電子密度，并增強(qiáng)螯合劑分子內(nèi)各原子間成鍵強(qiáng)度，且螯合劑中的羥丁基是對(duì)稱分布，螯合劑分子的對(duì)稱性較高，更易與金屬離子結(jié)合形成對(duì)稱的螯環(huán)，提高螯合物的穩(wěn)定性。

29、此外，在中空微膠囊負(fù)載金屬螯合劑的過程中，通過超聲使金屬螯合劑更均勻地分散在中空微膠囊中，且金屬螯合劑中的羥基一方面能夠與壁材中甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉鹽上的酰胺基團(tuán)間形成氫鍵，使得二者間的相互作用力更加牢固，提高金屬螯合劑在微膠囊上的附著力；另一方面羥基還能夠與2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉鹽上的磺酸基團(tuán)產(chǎn)生分子間靜電作用，進(jìn)一步提高金屬萃取劑微膠囊的穩(wěn)定性。且本發(fā)明中的乳化劑優(yōu)選為乙二胺基乙磺酸鈉和十二烷基二苯醚二磺酸鈉，它們搭配使用時(shí)不僅對(duì)本體系所用原料具有較好的乳化作用、耐水性、與原料較好的相容性，還能夠促進(jìn)微膠囊的形成、提高中空微膠囊粒徑均勻性和穩(wěn)定性，進(jìn)而提高金屬萃取劑微膠囊的穩(wěn)定性。

30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

31、1、本發(fā)明通過工藝控制，將丙烯酸乙酯、甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉鹽作為原料，使它們發(fā)生聚合形成中空微膠囊，再將金屬螯合劑通過超聲負(fù)載在微膠囊的中空結(jié)構(gòu)中，得到高包封率、對(duì)多種金屬離子都具有高吸附性能的金屬萃取劑微膠囊，這很大程度上降低了生產(chǎn)成本，并提高資源利用率。

32、2、本發(fā)明的中空微膠囊負(fù)載金屬螯合劑的過程中，金屬螯合劑中的羥基能夠與壁材中甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉鹽上的酰胺基團(tuán)間形成氫鍵，使得二者間的相互作用力更加牢固，還能夠與磺酸基團(tuán)產(chǎn)生分子間靜電作用，使得金屬萃取劑微膠囊具有較好的穩(wěn)定性。

33、3、本發(fā)明中所用的金屬螯合劑在多種溶劑中均有較好的分散性和溶解性，能夠通過氮原子、氧原子、硫原子與重金屬離子進(jìn)行配位螯合，吸附性能高，且形成的金屬螯合物穩(wěn)定性較強(qiáng)。