专利名称：一种阴离子交换树脂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种阴离子交换树脂的制备方法，属于化工材料领域。
背景技术：
目前二氧化碳脱除机采用的吸收剂是活性炭，存在的主要问题是吸收效率低，吸 收容量小，在净化二氧化碳的同时会将一定量的氧气带入库中，导致气调库内的氧气浓度 变化很大。吸收剂分子筛吸水强烈，水和二氧化碳存在着竞争吸附作用，当空气湿度大时会 严重影响对二氧化碳的吸收效率。其他的吸附材料如分子筛、碳纤维同样存在相似的缺陷。
发明内容
本发明提出了一种阴离子交换树脂的制备方法，该制备方法生成的阴离子交换树 脂能克服活性炭等吸收剂吸收率低，吸收容量小等缺陷，且吸收完毕后可以用热空气再生。制备步骤为1.制备载体；以苯乙烯为单体，二乙烯苯为交联剂，添加致孔剂，致孔剂为100号 汽油，或液体石蜡、异戊醇与甘油、甲苯其中之一的混合物，液体石蜡、甲苯、异戊醇比例为 体积比1 0.5 2 0.5 2，或者液体石蜡、甘油、异戊醇比例为1 0.5 2 0. 5 2 ； 单体、交联剂与致孔剂的体积比为1 0.1 0.25 0.1 0.4;分散剂是浓度为0.5%的 十二烷基苯磺酸钠或浓度为0. 5-1. 5%的聚乙二醇；引发剂是浓度为0. 1-1%的过氧化苯 甲酰；在80 120°C温度下进行油相和水相的悬浮聚合8小时以上；油相是包括苯乙烯、二 乙烯苯、致孔剂的部分，水相是包括分散剂水溶液的部分；油相和水相的体积比为1 2 8 ；油相中成份的重量比为苯乙烯占50 % 90 %交联剂占3% 20%致孔剂占2 % 30 %引发剂占0.2 0.5%水相中的分散剂十二烷基苯磺酸钠或者聚乙二醇占0. 5 2% ；上述悬浮聚合物用搅拌器在70-250转/分钟速度搅拌后经洗涤、抽提后，得到高 分子大孔结构的苯乙烯共聚物载体，其物理形态粒径为0. 25 1. 2mm的白色小球，简称为 载体；载体内部分布着大量的微孔；2.氯甲基化；以浓度为40-70%氯甲醚作试剂，在50 60°C下，浸泡载体，载体 与氯甲醚的体积比为1 2-5倍，加入氯化锌，氯化锌与氯甲醚之间的质量百分比为 10% 100%;搅拌器在70-200转/分钟搅拌，做催化剂反应5小时以上；取出清洗3遍以 上，得到氯甲基化的高分子大孔结构的苯乙烯共聚物载体，简称氯球，物化特征颜色仍然为 白色，呈酸性，有刺激性气味；3.胺化反应；以浓度为80%以上的乙醇、四氢呋喃、甲缩醛之一做有机溶剂，浓度为80%以上的三乙烯四胺、四乙烯五胺和多乙烯多胺，其胺数大于5的复配液做胺化试剂， 三乙烯四胺，四乙烯五胺和多乙烯多胺的比例关系为1 0 1. 5 0 1 ；将氯球放入反 应器，放入有机溶液浸泡溶胀1小时以上，滴加胺化试剂，用0. 5 2小时加完，搅拌器在 70-250转/分钟搅拌反应溶液；反应温度为0 70°C，反应时间3 8小时，过滤后用蒸馏 水将产物洗到中性；反应得到阴离子交换树脂，颜色为淡黄色，粒径为0. 25 1. 2mm圆形的 小球；接着进行后处理，即在反应完毕后用水溶剂对阴离子交换树脂进行浸泡处理，水溶液 指DBH2O与碱性物质、盐类、糖类等亲水化合物之一构成的，浓度为1-20%，用量为阴离子交 换树脂的2-6倍，浸泡的时间为5小时以上，最终得到优化后的阴离子交换树脂。有益效果本发明可以对1-10%浓度的二氧化碳进行吸收净化，吸收完毕后可以 用热空气再生；并且吸收率高，不会因为空气的湿度而影响二氧化碳的吸收率。
具体实施例方式实施例一1.制备载体。反应在IOOOml烧瓶中进行。苯乙烯100ml，二乙烯苯10ml，添加致 孔剂为液体石蜡-甘油-异戊醇按照2 1 1比例配置20ml，分散剂为十二烷基苯 磺酸钠500ml和引发剂过氧化苯甲酰lg。在100°C温度下进行悬浮聚合，搅拌转速120转 /分钟，反应12小时，形成高分子大孔结构的苯乙烯共聚物载体；反应产物经蒸馏水洗涤，在脂肪提取器上用丙酮抽提12小时，形成有孔结构的球 状苯乙烯聚合物。2.氯甲基化。取300ml浓度为40%的氯甲醚作试剂，在50°C下，浸泡载体120ml， 加入氯化锌20g做催化剂，搅拌转速90转/分钟，反应6小时；产物取出清洗3遍，得到的 产物称为氯球。3.胺化反应。以四氢呋喃做溶剂，三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺的 2:1: 1复配液300ml做胺化试剂；即将氯球120ml放入反应器，放入有机溶液浸泡溶胀 1小时，缓慢滴加胺化试剂，用1.5小时加完。温度升高至40°C，搅拌转速200转，反应5小 时，得到阴离子交换树脂；在反应完毕后用特定DBH2CK高纯水)为溶剂配制5%的氢氧化钠 溶液500ml，浸泡的时间为5小时；最终得到优化后的阴离子交换树脂。实施例二1.制备载体。反应在IOOOml烧瓶中进行。苯乙烯100ml，二乙烯苯10ml，添加致 孔剂为液体石蜡-甘油-异戊醇按照2 1 2比例配置25ml，分散剂为1.5%十二烷基 苯磺酸钠300ml和引发剂过氧化苯甲酰0. 5g。在120°C温度下进行悬浮聚合，搅拌转速115 转/分钟，反应11小时，形成高分子大孔结构的苯乙烯共聚物载体；反应产物经蒸馏水洗涤，在脂肪提取器上用丙酮抽提12小时，形成有孔结构的苯 乙烯聚合物。2.氯甲基化。取300ml浓度为40%的氯甲醚作试剂，在55°C下，浸泡载体120ml， 加入氯化锌(ZnCl2) 25g做催化剂，搅拌转速100转/分钟，反应6小时；固体材料取出清洗 5遍，得到的产物称为氯球。3.胺化反应。以甲缩醛做溶剂，三乙烯四胺、四乙烯五胺的2 3复配液300ml做 胺化试剂；即将氯球120ml放入反应器，放入有机溶液浸泡溶胀1小时，缓慢滴加胺化试剂，用1小时加完。温度升高至45°C，搅拌转速250转，反应5小时，得到阴离子交换树脂；在反 应完毕后用特定DBH2CK高纯水)为溶剂配制2%的蔗糖溶液600ml，浸泡的时间为7小时； 最终得到优化后的阴离子交换树脂。实施例三1.制备载体。反应在IOOOml烧瓶中进行。苯乙烯100ml，二乙烯苯10ml，添加致 孔剂为液体石蜡-甲苯-异戊醇按照1 2 1比例配置20ml，分散剂为十二烷基苯 磺酸钠360ml和引发剂过氧化苯甲酰lg。在90°C温度下进行悬浮聚合，搅拌转速140转/ 分钟，反应16小时，形成高分子大孔结构的苯乙烯共聚物载体；反应产物经蒸馏水洗涤，在脂肪提取器上抽提12小时，形成有孔结构的苯乙烯聚 合物。2.氯甲基化。取300ml浓度为40%的氯甲醚作试剂，在55°C下，浸泡载体120ml， 加入氯化锌(ZnCl2) 30g做催化剂，搅拌转速120转/分钟，反应6小时；固体材料取出清洗 5遍，得到的产物称为氯球。3.胺化反应。以乙醇做溶剂，三乙烯四胺300ml做胺化试剂；即将氯球120ml放 入反应器，放入有机溶液浸泡溶胀1小时，缓慢滴加胺化试剂，用2小时加完。温度升高 至55°C，搅拌转速200转/分钟，反应9小时，得到阴离子交换树脂；在反应完毕后用特定 DBH2O(高纯水)为溶剂配制2%的氯化钠溶液500ml，浸泡的时间为6小时；最终得到优化 后的阴离子交换树脂。
权利要求
一种阴离子交换树脂的制备方法，其特征在于制备步骤为1).制备载体；以苯乙烯为单体，二乙烯苯为交联剂，添加致孔剂，致孔剂为100号汽油，或液体石蜡、异戊醇与甘油、甲苯其中之一的混合物，液体石蜡、甲苯、异戊醇比例为体积比1∶0.5～2∶0.5～2，或者液体石蜡、甘油、异戊醇比例为1∶0.5～2∶0.5～2；单体、交联剂与致孔剂的体积比为1∶0.1～0.25∶0.1～0.4；分散剂是浓度为0.5％的十二烷基苯磺酸钠或浓度为0.5 1.5％的聚乙二醇；引发剂是浓度为0.1 1％的过氧化苯甲酰；在80～120℃温度下进行油相和水相的悬浮聚合8小时以上；油相是包括苯乙烯、二乙烯苯、致孔剂的部分，水相是包括分散剂水溶液的部分；油相和水相的体积比为1∶2～8；油相中成份的重量比为苯乙烯占50％～90％交联剂占3％～20％致孔剂占2％～30％引发剂占0.2～0.5％水相中的分散剂十二烷基苯磺酸钠或者聚乙二醇占0.5～2％；上述悬浮聚合物用搅拌器在70 250转/分钟速度搅拌后经洗涤、抽提后，得到高分子大孔结构的苯乙烯共聚物载体，其物理形态粒径为0.25～1.2mm的白色小球，简称为载体；载体内部分布着大量的微孔；2).氯甲基化；以浓度为40 70％氯甲醚作试剂，在50～60℃下，浸泡载体，载体与氯甲醚的体积比为1∶2 5倍，加入氯化锌，氯化锌与氯甲醚之间的质量百分比为1％～10％∶100％；搅拌器在70 200转/分钟搅拌，做催化剂反应5小时以上；取出清洗3遍以上，得到氯甲基化的高分子大孔结构的苯乙烯共聚物载体，简称氯球，物化特征颜色仍然为白色，呈酸性，有刺激性气味；3).胺化反应；以浓度为80％以上的乙醇、四氢呋喃、甲缩醛之一做有机溶剂，浓度为80％以上的三乙烯四胺、四乙烯五胺和多乙烯多胺，其胺数大于5的复配液做胺化试剂，三乙烯四胺，四乙烯五胺和多乙烯多胺的比例关系为1∶0～1.5∶0～1；将氯球放入反应器，放入有机溶液浸泡溶胀1小时以上，滴加胺化试剂，用0.5～2小时加完，搅拌器在70 250转/分钟搅拌反应溶液；反应温度为0～70℃，反应时间3～8小时，过滤后用蒸馏水将产物洗到中性；反应得到阴离子交换树脂，颜色为淡黄色，粒径为0.25～1.2mm圆形的小球；接着进行后处理，即在反应完毕后用水溶剂对阴离子交换树脂进行浸泡处理，水溶液指DBH2O与碱性物质、盐类、糖类等亲水化合物之一构成的，浓度为1 20％，用量为阴离子交换树脂的2 6倍，浸泡的时间为5小时以上，最终得到优化后的阴离子交换树脂。
全文摘要
本发明提供一种阴离子交换树脂的制备方法，采用苯乙烯-双键交联剂的高分子材料为载体，通过氯甲基化和胺化反应后，再将有机胺固定在载体上，得到阴离子交换树脂；本发明能克服活性炭等吸收剂吸收率低，吸收容量小等缺陷，且不会因为空气的湿度而影响二氧化碳的吸收率，吸收完毕后可以用热空气再生。可运用于二氧化碳吸收设备和其他需要吸除二氧化碳的设备中。
文档编号B01J41/14GK101954299SQ20091015758
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月15日 优先权日2009年7月15日
发明者周军成, 周旭, 郭强, 龚峻松 申请人:中国船舶重工集团公司第七一八研究所