[發明專利]一種大孔弱堿性陰離子交換樹脂的制備方法

有效

• 申請號: 201010549086.5
• 申請日: 2010-11-17
• 公開（公告）號: CN102463155A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 封宇;李偉才;周根茂;劉超;鄧舜勤
• 申請（專利權）人: 核工業北京化工冶金研究院
• 主分類號: B01J41/14
• 分類號: B01J41/14
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本發明涉及一種大孔陰離子交換樹脂的制備方法，特別是涉及一種均一孔徑且保持了交換容量的大孔弱堿性陰離子交換樹脂的制備方法。

背景技術

弱堿性陰離子交換樹脂在鈾礦選冶領域，濕法冶金以及廢水治理等領域都有重要用途。目前傳統的堿性樹脂的合成工藝主要是在共聚物，即白球，上引入氯甲基得到氯甲基化的共聚物，即氯球，然后再通過氨化工藝在氯球上引入相應的氨基。

雖然目前的大孔弱堿性陰離子交換樹脂的交換容量得到了有效的提高，但孔徑分布不均，小孔比例過大，交換速度低。有關均孔樹脂的合成文獻很少，且僅介紹了其合成工藝，即氯甲基化和胺化工藝，并沒有提到實現樹脂孔徑均一的具體方法以及孔徑均一的具體數據。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種孔徑均一且保持了交換容量的大孔弱堿性陰離子交換樹脂的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明一種大孔弱堿性陰離子交換樹脂的制備方法，依次包括以下步驟：

(1)將作為單體的苯乙烯和二乙烯苯用氫氧化鈉洗液洗滌，脫去阻聚劑，分離后干燥備用；其中二乙烯苯與苯乙烯的摩爾比為4-8∶100；

(2)將作為分散劑的明膠加入到去離子水中浸泡2-4小時，加熱至40℃-50℃；再加入銨鹽；其中去離子水的體積與單體的體積比為1-3∶1，明膠的質量為去離子水質量的0.5-1.5％，銨鹽的質量為去離子水質量的0.05％-0.1％；

(3)將單體、作為引發劑的過氧化苯甲酰和作為致孔劑的丁醇與十二醇混合均勻，加入到(2)中，待形成大小合適的球珠后，升溫到75℃-80℃，保溫4-6小時；升溫至85℃-90℃，保溫6-10小時，用去離子水蒸餾2-3次，并抽濾，然后用丙酮抽提，在50℃-60℃下干燥；過篩獲取粒度合適的苯乙烯-二乙烯苯的共聚物；其中過氧化苯甲酰的質量為單體質量的0.5％-1％，丁醇與十二醇的摩爾比為1∶0.3，丁醇和十二醇的體積和與單體的體積比為1-1.2∶1；

(4)將苯乙烯-二乙烯苯的共聚物投入到過量的氯甲醚中，溶脹4-8個小時，攪拌情況下分幾次加入氯化鋅，溫度控制在30℃以下；加料結束后，攪拌1-2小時，然后在冷凝回流的情況下升溫至35℃-38℃，反應15-24個小時；進行抽濾，將氯甲基化共聚物用去離子水洗至中性，烘干；

(5)將烘干后的氯甲基化共聚物加入到過量的二甲胺水溶液中，攪拌1-2小時，然后在40-45℃攪拌10-16小時；進行抽濾，干燥。

本發明中選擇摩爾比為1∶0.3的丁醇和十二醇的混合醇作為致孔劑，十二醇提高了苯乙烯-二乙烯苯的共聚物的中孔比例，提高了離子交換樹脂吸附速度。丁醇保證了苯乙烯-二乙烯苯的共聚物具有一定數量的小孔比例，即具有足夠大的比表面積，能夠引入足夠數量的功能基團，保證了離子交換樹脂的交換容量。

通過本方法得到的陰離子交換樹脂，比表面積能達到60m²/g以上，大于2nm的中孔比例大于50％，全交換容量達到4.5mmol/g，弱堿交換容量達到3.5mmol/g以上。

具體實施方式

實施例一

(1)將作為單體的苯乙烯和二乙烯苯用氫氧化鈉洗液洗滌，脫去阻聚劑，分離后干燥備用；其中苯乙烯的質量為48.5g，體積為53.5ml，二乙烯苯的質量為5.9g，體積為6.5ml；

(2)將作為分散劑的明膠加入到60ml的去離子水中浸泡2小時，加熱至40℃；再加入銨鹽；其中明膠的質量為0.3g，銨鹽的質量為水質量的0.03g；

(3)將單體、作為引發劑的過氧化苯甲酰和作為致孔劑的丁醇與十二醇混合均勻，加入到(2)中，待形成大小合適的球珠后，升溫到75℃，保溫4小時；升溫至85℃，保溫6小時，用去離子水蒸餾2-3次，并抽濾，然后用丙酮抽提，在50℃下干燥；過篩獲取粒度合適的苯乙烯-二乙烯苯的共聚物，即白球；其中過氧化苯甲酰的質量為0.27g，丁醇的體積為35.2ml，十二醇的體積為24.8ml；

(4)將100g白球投入到過量的氯甲醚中，溶脹4個小時，攪拌情況下分幾次加入氯化鋅，溫度控制在30℃以下；加料結束后，攪拌1小時，然后在冷凝回流的情況下升溫至35℃，反應15個小時；進行抽濾，將氯甲基化共聚物，即氯球，用去離子水洗至中性，烘干；其中氯化鋅總質量為30g；

(5)將100g氯球加入到過量的二甲胺水溶液中，攪拌1小時，然后在40℃攪拌10小時；進行抽濾，干燥。