[發明專利]一種磺化聚苯乙烯接枝聚四氟乙烯纖維金屬配合物催化劑及制備方法

無效

• 申請號: 201210552333.6
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN102989509A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 董永春;李冰;丁志忠
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;D06M14/28;D06M11/52;D06M11/83;C02F1/72;D06M101/22;C02F103/30
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1.一種磺化聚苯乙烯接枝聚四氟乙烯纖維金屬配合物催化劑，其特征在于該催化劑外觀呈棕黃色至棕綠色，纖維形狀，由苯乙烯接枝改性和氯磺酸磺化改性的聚四氟乙烯纖維與鐵離子和銅離子配位反應物構成，其中的62.03-142.5mg/g和94.87-149.2mg/g，其干態和濕態斷裂強度分別為92.91-93.11N和91.78-92.55N。?

2.根據權利要求1所述的磺化聚苯乙烯接枝聚四氟乙烯纖維金屬配合物催化劑，其特征在于所述催化劑中的鐵離子和銅離子的含量分別為142.5mg/g和94.87mg/g，其干態和濕態斷裂強度分別為93.11N和92.36N。?

3.根據權利要求1所述的磺化聚苯乙烯接枝聚四氟乙烯纖維金屬配合物催化劑，其特征在于所述催化劑中的鐵離子和銅離子的含量分別為98.65mg/g和108.2mg/g，其干態和濕態斷裂強度分別為92.89N和92.55N。?

4.根據權利要求1所述的磺化聚苯乙烯接枝聚四氟乙烯纖維金屬配合物催化劑，其特征在于所述催化劑中的鐵離子和銅離子的含量分別為62.03mg/g和149.2mg/g，其干態和濕態斷裂強度分別為92.91N和91.78N。?

5.一種權利要求1-4任一項所述磺化聚苯乙烯接枝聚四氟乙烯纖維金屬配合物催化劑的制備方法，其采用下述工藝：?

(1).聚四氟乙烯纖維的預處理：在室溫和攪拌條件下，首先使用含有體積濃度為2.0g/L的非離子表面活性劑水溶液洗滌處理聚四氟乙烯纖維10-20分鐘后取出水洗烘干。然后使用丙酮對聚四氟乙烯纖維進行清洗20分鐘后取出，最后將其在50-70℃下真空烘干24-48小時；?

(2).聚四氟乙烯纖維的苯乙烯接枝反應：將規定重量的經上述預處理的聚四氟乙烯纖維浸入體積比為1∶2-10的苯乙烯和二氯甲烷混合液中，所述聚四氟乙烯重量與混合溶液的體積比為1∶20；然后向體系中通入氮氣8-15分鐘以驅趕其內的空氣并使用聚四氟乙烯膠帶將體系密封。最后將此密封體系置于約0.5-1.0kGy/h的Co⁶⁰γ射線中，在室溫條件下進行輻射處理60-80小時。輻射后的苯乙烯接枝聚四氟乙烯纖維取出并使用甲苯反復清洗并浸泡12-24小時以去除殘留在纖維表面的單體和均聚物，并在50-70℃下真空烘干24-48小時備用；?

(3).苯乙烯接枝聚四氟乙烯纖維的磺化反應：首先將苯乙烯接枝聚四氟乙烯纖維置于二氯甲烷溶液中浸泡1小時，取出烘干后將其浸入體積濃度約為30-70％氯磺酸的四氯乙烷溶液中，使苯乙烯接枝聚四氟乙烯纖維重量與混合溶液的體積比為1∶20，然后將此混合溶液加熱至35-40℃使其中氯磺酸在氮氣保護條件下進行磺化反應4-6小時，反應結束后將磺化纖維取出，并使用二氯甲烷和四氯乙烷反復清洗以除去殘留的氯磺酸，接著使用0.50mol/L的氫氧化鈉溶液處理得到的磺化纖維后再使用1.0mol/L的鹽酸煮沸處理0.5-4小時。最后烘干得到磺化聚苯乙烯接枝聚四氟乙烯纖維；?

(4).金屬離子水溶液的配制：使用硫酸銅和氯化鐵配制摩爾濃度為0.10mol/L的混合金屬離子水溶液，要求該混合水溶液中的鐵離子與銅離子的摩爾濃度比為1∶0.33-3，然后將所得混合水溶液靜置2-5小時后，過濾備用；?

(5).磺化聚苯乙烯接枝聚四氟乙烯纖維與金屬離子的配位反應：將所得磺化聚苯乙烯接枝聚四氟乙烯纖維浸入所述金屬離子混合水溶液中，使磺化聚苯乙烯接枝聚四氟乙烯纖維重量和混合金屬離子水溶液體積比為1∶40，在50℃、pH值為1.5-2.0和攪拌條件下，進行配位反應1-3小時后，使用蒸餾水對所得到黃綠色纖維狀磺化聚苯乙烯接枝聚四氟乙烯纖維金屬配合物催化劑洗滌3-5次后烘干即可。?

6.根據權利要求5所述磺化聚苯乙烯接枝聚四氟乙烯纖維金屬配合物催化劑的制備方法，其特征在于所述苯乙烯和二氯甲烷混合液中兩者體積比為1∶3，所述氯磺酸在四氯乙烷溶液中的體積濃度為30％。?

7.根據權利要求5所述磺化聚苯乙烯接枝聚四氟乙烯纖維金屬配合物催化劑的制備方法，其特征在于所述苯乙烯和二氯甲烷混合液中兩者體積比調整為1∶6，所述氯磺酸在四氯乙烷溶液中的體積濃度調整為50％。?

8.根據權利要求5所述磺化聚苯乙烯接枝聚四氟乙烯纖維金屬配合物催化劑的制備方法，其特征在于所述苯乙烯和二氯甲烷混合液中兩者體積比調整為1∶9，所述氯磺酸在四氯乙烷溶液中的體積濃度調整為70％。?