[發明專利]一種含吡啶基團中極性骨架吸附樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201310046350.7
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103071469A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 蔡建國;呂路;張煒銘;潘丙才;趙昕;林原;蘇雙喜
• 申請（專利權）人: 江蘇南大金山環保科技有限公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C08F220/40;C08F222/14;C08F216/36;C08F222/26;C08F226/06;C08J9/28
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明涉及高分子吸附樹脂及其制備方法技術領域，更具體地說，涉及一種含吡啶基團中極性骨架吸附樹脂及其制備方法。

背景技術

含弱堿基團的苯乙烯骨架吸附樹脂，具有離子交換和吸附的雙重功能，其對有機化工廢水中的極性有機物具有很好的吸附能力，有不少文獻都進行了相關的應用研究報道（王海玲，楊小燕，朱兆連，劉福強，宋燕.?化工環保，2012,3:237-241；程秀梅，陳金龍，劉福強，葛俊杰，王學江.?離子交換與吸附，2004,20（5）：445-451；B.C.?Pan,?Q.X.?Zhang，F.W.?Meng,?X.T.?Li,?X.?Zhang,?J.Z.?Zheng,?W.M.?Zhang,?B.J.?Pan,?J.L.?Chen,?Environ.?Sci.?Technol.,?2005，39?(9)：3308–3313；B.C.?Pan,?Y.?Xiong,?A.M.?Li,?J.L.?Chen,?Q.X.?Zhang,?X.Y.?Jin,?Reactive?and?Functional?Polymers,?2002,?53(2-3):63-72；Y.?Sun,?J.L.?Chen,?A.M.?Li,?F.Q.?Liu,?Q.X.?Zhang,?Reactive?and?Functional?Polymers,?2005,?64(2):63-73）。中國專利ZL01134143.2公開了該種樹脂的制備方法，通過控制低交聯度的氯甲基化大孔苯乙烯樹脂后交聯反應過程中的殘余氯含量，然后用二甲胺進行胺化制得。該合成需要四步完成：1）、低交聯度大孔聚苯乙烯基礎樹脂合成；2）、低交聯度大孔聚苯乙烯樹脂的氯甲基化；3）、低交聯度大孔聚苯乙烯樹脂后交聯反應；4）、對上步樹脂中間體的胺化。通過這種方法制得的樹脂往往含有較高比重的微孔，平均孔徑小于2nm。在應用研究工作中發現，該樹脂處理的廢水如含有較大分子的污染物（如，腐植酸），其脫附性能欠佳。一方面是由于其較高含量的微孔，在吸附過程中產生了堵塞；另一方面是苯乙烯系樹脂的疏水骨架，往往和有機污染物的疏水部分有很強的極性匹配或疏水作用，從而導致吸附飽和后的樹脂不容易被脫附，或者說是樹脂被污染，影響樹脂實際使用壽命。

國內專利CN?101690885?A公開了一種4-乙烯吡啶吸附樹脂的制備方法，并進行了相關應用的研究（W.H.?Tao,?A.M.?Li,?C.?Long,?H.M.?Qian,?D.J.?Xu,?J.?Chen,?J.?Hazard.?Mater.?2011,?175:?111-116）。發現含吡啶基團的該樹脂能夠在鹽含量高、酸堿性較強的廢水中選擇性去除有機物（如，間苯二甲酸-5-磺酸），但是該樹脂骨架的極性及樹脂的再生性能都需要進一步改善。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明針對含弱堿基團的吸附樹脂在一些廢水治理應用中難再生，以及樹脂合成步驟繁多的缺陷，提供了一種含吡啶基團中極性骨架吸附樹脂及其制備方法，本發明的制備方法步驟簡單，只要一步懸浮聚合，且所合成的樹脂保持了高吸附量的同時，還具有良好的脫附性能，此外，吡啶作為弱堿基團其穩定性顯著高于傳統的二甲胺胺化所得的叔胺基。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的一種含吡啶基團中極性骨架吸附樹脂，其結構單元如下：

其中R為：H或CH₃。

樹脂的結構特征為不透明、淺黃色（或淡褐色）的球形珠體，樹脂的粒徑為0.3-0.85mm，含水率為55-70%，弱堿交換容量為1.0-4.0mmol/g，比表面積為200-750m²/g，平均孔徑為3-12nm。

本發明的一種含吡啶基團中極性骨架吸附樹脂的制備方法，其步驟為：

1）常溫下，將分散劑和NaCl溶解于水中，配成水相，其中分散劑和NaCl的質量百分比濃度分別為0.5-1%和5-10%；

2）有機相由乙烯吡啶、交聯劑、致孔劑、調節劑、引發劑組成，其中乙烯吡啶和交聯劑組成反應物，兩者的質量比為：1:8-4:5；致孔劑和反應物的質量比為：1:2-4:1；調節劑和反應物的質量比為：0-1:10；引發劑和反應物的質量比為：1:150-1:50，將上述有機相混合均勻，至引發劑完全溶解；