[發明專利]一種選擇性去除硝態氮的磁性微球樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201110327637.8
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN102430433A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 李愛民;周揚;宋海歐;周慶;張滿成;雙陳冬
• 申請（專利權）人: 南京大學;南京大學鹽城環保技術與工程研究院
• 主分類號: B01J41/14
• 分類號: B01J41/14;B01J13/02;C02F1/42
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

1.一種選擇性去除硝態氮的磁性微球樹脂，其特征在于比飽和磁化強度為5～40emu/g，強堿交換容量為3.0～4.5mmol/g，弱堿交換容量為0.5～1.5mmol/g，樹脂粒徑平均粒徑為50～500μm；樹脂由對硝態氮具有選擇吸附性的丙烯酸系強堿陰離子交換樹脂骨架及包裹其中的磁性粒子構成，樹脂骨架的基本結構如下：

，其中B為含有季銨鹽的強堿性陰離子交換基團，B為下列9種結構中的一種：

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其中，X為，或；n為0-20，m為1-20；R₁，R₂，R₃，R₄，R₅，R₆，R₇，R₈為烷基，而且R₁，R₂，R₃均為超過兩個碳原子的烷基鏈。

2.根據權利要求1所述的一種選擇性去除硝態氮的磁性微球樹脂，其特征在于對硝酸鹽陰離子具有選擇吸附性，它對陰離子的選擇性順序為>>；在水溶液中只存在兩種陰離子時，用該樹脂進行吸附，對的分離系數為8～50，對的分離系數為5～15。

3.權利要求1所述的一種選擇性去除硝態氮的磁性微球樹脂的制備方法，其合成步驟如下：

（a）配制水相，在水相中加入占水相質量5～25%的無機鹽，占水相質量0.1～5%的分散劑；其中無機鹽為氯化鈉、磷酸鈉、磷酸二氫鈉、磷酸一氫鈉、碳酸鈉中的一種或幾種混合物，分散劑為明膠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羥乙基纖維素、古爾膠、甲基纖維素、十二烷基苯磺酸鈉、木質素磺酸鈉中的一種或幾種混合物；

（b）配制油相，油相由反應物、致孔劑和引發劑（過氧化苯甲酰、偶氮二異丁腈中的一種或混合物）組成，反應物與致孔劑的質量比為1:0.1～1:2.0，其中，反應物由單體與交聯劑組成，單體與交聯劑的質量比為1:0.02～1:0.2；單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸異丁酯或丙烯腈中的一種或幾種；交聯劑為乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基氰脲酸酯或二乙烯苯中的一種或多種，致孔劑為200^#溶劑油、C3～C10烷烴、C3～C10飽和醇、芳香族化合物中的一種或幾種；

（c）在油相中加入磁性顆粒與磁性顆粒分散劑，油相與磁性顆粒的質量比為1:0.05～1:1，磁性顆粒與磁性顆粒分散劑的質量比為1:0.01～1:0.4；磁性顆粒為Fe₃O₄、γ-Fe₂O₃、不銹鋼粉、鐵鎳合金顆粒，其大小為0.01～10μm，磁性顆粒分散劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、表面活性劑其中的一種或幾種；

（d）將含有磁性顆粒的油相與水相混合，攪拌速度為100～500rpm，保持溫度在50～80℃，反應2～8小時后升溫至85～95℃，保溫1～15小時，冷卻后依次用有機溶劑、純水清洗后得到磁性樹脂微球，于50～80℃烘干；

（e）將步驟（d）中得到的樹脂與胺化試劑混合，樹脂與胺化試劑的質量比為1:3～1:20，升溫到100～300℃反應2～30小時，冷卻后用有機溶劑、純水依次清洗；

（f）將步驟（e）中得到的樹脂在堿性條件下，與烷基化試劑混合，樹脂與烷基化試劑的質量比為1：0.1～1：10，于60～200℃下反應10～48小時，冷卻后用有機溶劑、純水依次清洗后，得到一種選擇性去除硝態氮的丙烯酸系強堿陰離子交換微球樹脂。

4.根據權利要求3所述的一種選擇性去除硝態氮的磁性微球樹脂的制備方法，其特征在于步驟（e）中所使用的胺化試劑為N,N-二乙基乙二胺、N,N-二乙基丙二胺、N,N-二丁基丙二胺、4-氨基-1-二乙胺基戊烷、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺等胺化試劑中的一種或幾種。

5.根據權利要求4所述的一種選擇性去除硝態氮的磁性微球樹脂的制備方法，其特征在于步驟（f）中所用的烷基化試劑選自溴乙烷、氯乙烷、溴丙烷、氯丙烷、溴丁烷、氯丁烷、溴戊烷、氯戊烷中的一種或幾種。