一种调控大孔阴离子交换树脂机械强度的方法

文档序号:32859297发布日期:2023-01-07 00:28阅读:32来源:国知局

1.本发明涉及大孔吸附树脂技术领域,具体涉及一种调控大孔阴离子交换树脂机械强度的方法。


背景技术:

2.贵金属广泛用于电子机械、工业催化、医药和航空等领域。近年来,对电气和电子设备需求的增加,造成了电子垃圾的大量累积,并导致了严重的环境问题。相对来说,大孔吸附树脂具有成本低、效率高的特点,适宜于从低浓度溶液中回收贵金属。
3.大孔吸附树脂是由单体、交联剂等可聚合成分与致孔剂、分散剂等添加剂经悬浮或反相悬浮聚合制备而成的一类球状的具有优良结构稳定性的分离型功能高分子材料。即使在干燥状态下,大孔吸附树脂内部都具有较高的孔隙率,存在10-100nm孔径的大孔,故称为大孔吸附树脂。大孔吸附树脂的质量交换容量和机械强度对性能的影响很大,而在现有的研究中,质量交换容量和机械强度与交联度相关并呈现反比例关系,交联度越高,质量交换容量越低,机械强度越高。要通过交联度调整机械强度,对应的质量交换容量也会改变。因此在质量交换容量稳定不变的前提下调控机械强度成为了该行业的一个亟待解决的问题。


技术实现要素:

4.本发明所要解决的技术问题在于提供一种调控大孔阴离子交换树脂机械强度的方法,通过改变合成温度和致孔剂的用量,调控苯乙烯-二乙烯苯系微球的制备工艺,在质量交换容量不变的情况下得到具有机械强度可调控的大孔阴离子吸附树脂;该大孔阴离子交换树脂具有质量交换容量稳定、机械强度可调可控的优势。
5.本发明的目的之一在于提供一种调控大孔阴离子交换树脂机械强度的方法,包括以下步骤:
6.(1)将分散剂和水搅拌升温,分散均匀后降温,再加入亚甲基蓝进行除氧,然后加入引发剂、单体、交联剂和致孔剂,开启温控进行阶段程序升温,待温度达到目标温度后进行保温反应,反应结束后停止搅拌,洗涤,得到苯乙烯-二乙烯苯系白球基体;
7.(2)对苯乙烯-二乙烯苯系白球基体依次进行氯甲基化和胺化反应,得到大孔阴离子交换树脂。
8.优选地,所述分散剂为明胶、聚乙烯醇中的一种或几种,分散剂与单体的质量比为0.05-0.5%。
9.优选地,所述引发剂为过氧化苯甲酰,引发剂与单体的质量比为0.1-1.0%。
10.优选地,所述单体为苯乙烯。
11.优选地,所述交联剂为二乙烯苯,交联剂与单体的质量比为3-20%。
12.优选地,所述致孔剂为异丁醇、正庚烷、甲苯中的一种或几种,致孔剂与单体的质量比为50-150%。
13.优选地,所述阶段程序升温为先升温到50℃,再以5℃/30min的升温速率升温至60℃,然后以2℃/10min的升温速率升温至70-100℃。
14.优选地,所述保温反应时间为1-8h。
15.优选地,所述氯甲基化和胺化反应条件参照专利cn 113042113a(中国科学院广州能源研究所《一种提金专用大孔弱碱阴离子交换树脂的制备方法》)。
16.本发明的目的之二在于提供一种根据前述的方法制备得到的大孔阴离子交换树脂。
17.本发明通过调整致孔剂的用量和合成温度,对机械强度进行调控,不改变交联剂的用量,故质量交换容量不发生改变。
18.本发明的有益效果:
19.(1)本发明通过改变致孔剂的种类和用量以及合成温度,调控交联苯乙烯-二乙烯苯基体的合成工艺,在质量交换容量稳定不变的前提下调控机械强度。
20.(2)本发明制备的大孔阴离子交换树脂的机械强度范围为30-98%,氯甲基化和胺化反应后其质量交换容量可达1.8-5.0mmol/g。
具体实施方式:
21.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
22.实施例1
23.在用纯水润洗后并烘干的1l的三口烧瓶中,加入聚乙烯醇0.5g,开启搅拌,转速设定为200rpm,升温至90℃溶解聚乙烯醇后,关闭温控降温至60℃,加入亚甲基蓝1ml进行除氧后,将过氧化苯甲酰1.0g、苯乙烯150g、二乙烯苯10g、正庚烷200g溶解均匀后倒入,开启温控进行阶段程序升温,先升温到50℃,再以5℃/30min的升温速率升温至60℃,然后以2℃/10min的升温速率升温至70℃,恒温1h后反应结束后停止搅拌,使用乙醇和水进行反复洗涤,得到苯乙烯-二乙烯苯系白球基体。
24.对制备的苯乙烯-二乙烯苯白球基体依次进行氯甲基化和胺化反应(参照专利cn 113042113a的实施例2),得到大孔阴离子交换树脂。经检测,质量交换容量为1.8mmol/g,机械强度为30%。
25.实施例2
26.在用纯水润洗后并烘干的1l的三口烧瓶中,加入聚乙烯醇0.8g,开启搅拌,转速设定为200rpm,升温至90℃溶解聚乙烯醇后,关闭温控降温至60℃,加入亚甲基蓝1ml进行除氧后,将过氧化苯甲酰2.0g、苯乙烯150g、二乙烯苯10g、正庚烷150g溶解均匀后倒入,开启温控进行阶段程序升温,先升温到50℃,再以5℃/30min的升温速率升温至60℃,然后以2℃/10min的升温速率升温至80℃,恒温3h后反应结束后停止搅拌,使用乙醇和水进行反复洗涤,得到苯乙烯-二乙烯苯系白球基体。
27.对制备的苯乙烯-二乙烯苯白球基体依次进行氯甲基化和胺化反应(参照专利cn 113042113a的实施例1),得到大孔阴离子交换树脂。经检测,质量交换容量为2.5mmol/g,机械强度为50%。
28.实施例3
29.在用纯水润洗后并烘干的1l的三口烧瓶中,加入聚乙烯醇0.8g,开启搅拌,转速设定为200rpm,升温至90℃溶解聚乙烯醇后,关闭温控降温至60℃,加入亚甲基蓝1ml进行除氧后,将过氧化苯甲酰2.0g、苯乙烯150g、二乙烯苯10g、异丁醇150g溶解均匀后倒入,开启温控进行阶段程序升温,先升温到50℃,再以5℃/30min的升温速率升温至60℃,然后以2℃/10min的升温速率升温至80℃,恒温5h后反应结束后停止搅拌,使用乙醇和水进行反复洗涤,得到苯乙烯-二乙烯苯系白球基体。
30.对制备的苯乙烯-二乙烯苯白球基体依次进行氯甲基化和胺化反应(参照专利cn 113042113a的实施例1),得到大孔阴离子交换树脂。经检测,质量交换容量为2.5mmol/g,机械强度为50%。
31.实施例4
32.在用纯水润洗后并烘干的1l的三口烧瓶中,加入明胶1.5g,开启搅拌,转速设定为200rpm,升温至90℃溶解明胶后,关闭温控降温至60℃,加入亚甲基蓝1ml进行除氧后,将过氧化苯甲酰2.0g、苯乙烯150g、二乙烯苯10g、甲苯60g、异丁醇60g溶解均匀后倒入,开启温控进行阶段程序升温,先升温到50℃,再以5℃/30min的升温速率升温至60℃,然后以2℃/10min的升温速率升温至100℃,恒温8h反应结束后停止搅拌,使用乙醇和水进行反复洗涤,得到苯乙烯-二乙烯苯系白球基体。
33.对制备的苯乙烯-二乙烯苯白球基体依次进行氯甲基化和胺化反应(参照专利cn 113042113a的实施例3),得到大孔阴离子交换树脂。经检测,质量交换容量为5.0mmol/g,机械强度为98%。
34.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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