將硫脲進行高分子化而製備出的含硫脲基的螯合樹脂，稱為硫脲樹脂，其對貴金屬離子具有優良的吸附性能。
基本介紹
- 中文名：硫脲樹脂
- 外文名：thiourea resin
- 套用：吸附劑等
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研究現狀
硫脲基螯合樹脂的合成及其對貴金屬離子的吸附性能國內外已進行了許多研究。報導用氯甲基化聚苯乙烯與硫脲在酸性介質中反應可製備出在側鏈上帶異硫脲基的鰲合樹脂，它對金、鈀等貴金屬的吸附容量高。報導有側鏈上帶氨基硫脲基團的樹脂對Pt、Pd的最高吸附容量可達0.7~0.8mmol/g。日本曾報導將硫脲、甲醛和二硫化碳進行縮合反應製備出一種除汞樹脂。
生產工藝
螯合樹脂的合成方法有兩種，一是含有功能基團單體的聚合，二是在合成或天然高分子鏈上引入功能基團。硫脲基樹脂的合成大多是在聚苯乙烯、殼聚糖等高分子骨架上接枝硫脲基團，反應效率低，樹脂功能基含量較低。
有研究者利用單體聚合的方法合成了主鏈上含有硫脲基團的螯合樹脂。具體步驟如下：分別將0.10mol DETA、TETA、TEPA用15mL水溶解，緩慢滴加進二異硫氰酸酯中，控制滴加時間為10 min，繼續反應5h，得到六種硫脲樹脂。
對硫脈基樹脂合成的研究，在國外最近有美國專利介紹了一種含硫脲基的新型單分散球形樹脂及其對重金屬和貴金屬的吸附性能。它先將苯乙烯、二乙烯基苯和乙基苯乙烯在一定的條件下微膠囊化；然後再將該微包膠置於溶有適量分散劑的水溶液中，在25~95℃升溫反應得到單分散球形聚合物。再將該聚合物用鄰苯二甲酞亞胺胺基化；該酞胺基聚合化合物在45%氫氧化鈉溶液中，保持150℃加熱攪拌6小時可得到含N量為11.75%的氨基甲基化珠狀聚合物；最後氨基甲基化聚合物和小分子硫化物在以鹽酸溶液為懸浮溶的介質中反應，得含N為10.4%、S為10.2%的單分散大孔硫脲基樹脂。吸附實驗表明此樹脂對Hg離子的吸附量可達99.2g/g；同時實驗還表明該樹脂還具有較高的體積物料通量，是其他雜分散性聚合物無法達到的。
物化性能
硫脲樹脂在150℃以下失重較少，具有良好的熱穩定性能，可用於實際工業生產。
25℃下樹脂在水中的溶脹係數為3 ~ 5，溶脹後機械性能良好。
通過樹脂的SEM圖，可以看出樹脂具有不規則的表面和內部孔道結構，為金屬離子在樹脂表面的吸附提供了有利條件。
樹脂的元素分析：各元素的含量與理論值接近，N、S、O功能原子總含量較高，可達到50%左右，預計對貴金屬離子具有良好的吸附性能。
我國研究
在我國李全民等用硫脲樹脂分離鉬、鎢，實驗證明，該方法不僅能使鉬、鎢得到很好的分離，也可使鉬、鎢與多數常見金屬離子分離，可用於實際樣品中鉬、鎢的分離。
武漢大學的徐羽梧、南開大學的何炳林、錢庭寶、蘭州大學的曹德榕、杭州大學的陳義鋪等人研究的比較多。他們的研究都主要集中在硫脲基鰲合樹脂的合成改進及其對貴金屬離子的吸附性能等上。在合成工藝流程方面與離子交換樹脂的合成方法基本相同，主要有單體聚合與骨架改性兩種，它們主要的區別是骨架選擇不同和功能基化的差別。
陳義鋪等研究了聚乙烯節硫脲大孔型鰲合樹脂的合成及其對金屬離子的鰲合性。
任啟生等用骨架功能基將交聯聚苯乙烯磺醯氯與硫脲反應製得聚苯乙烯磺醯基硫脲樹脂。
林建榮、王清萍以聚丙烯甲酯為骨架的乙二胺樹脂與異硫氰酸苯酯反應合成硫脲基鰲合樹脂。
套用
小分子硫脲是貴金屬離子優良的絡合劑，常用於貴金屬的分析、分離與回收。例如，用硫脲法提取礦砂中的金和銀；用硫脲的酸性溶液作解吸劑將吸附在樹脂上的貴金屬洗脫下來等。從國內外有關研究動態分析可得出，含S、N、O配位基鰲合樹脂，特別是硫脲基鰲合樹脂對金屬離子具有優良的吸附性能，是一種很有發展前景的功能高分子材料。將小分子硫脲及其衍生物進行高分子化以期合成出對貴金屬具有優良吸附性能的鰲合樹脂一直是國內外研究的熱點課題。
無疑，研製出對金屬離子具有高吸附容量和高選擇性的新型鰲合樹脂具有重要的科學價值與套用前景。特別是近年來銅礦的開採，銅的冶煉，銅的電解，銅材料的加工，銅化合物的生產和套用等一系列過程，都會排放出大量的含銅廢水，迫切需要一種既經濟又方便的處理方法。
