[發明專利]一種吸硼的觸角狀親水性羥胺樹脂

有效

• 申請號: 201310300703.1
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN103539897B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 劉曉寧;張家宏;魏榮卿
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C08F257/02
• 分類號: C08F257/02;C08F220/54;C08F220/28;C08F220/32;C08F8/32;B01J20/26;B01J20/30
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(一)技術領域

本發明屬于功能高分子領域。具體涉及一種吸硼的觸角狀親水性羥胺樹脂。?

(二)背景技術

硼及硼化合物被廣泛應用于材料、醫藥、能源、國防等領域。硼在水環境中一般以硼酸或硼酸鹽的形式存在。硼是缺電子原子，易于與2個含給電子基團的鄰二羥基類化合物結合，形成五元環狀絡合物，它的這種特性決定了它的分離方法。目前文獻中常用的富集、回收或去除硼的方法有沉淀法、萃取法，反滲透法，樹脂吸附法等。其中樹脂吸附法具有硼去除可控徹底、硼資源經解吸附可循環使用、吸附樹脂可再生循環利用等優點，是除硼最好的方法之一，吸附樹脂中常用的有螯合樹脂、離子交換樹脂、硼特效樹脂等。?

1964年，Robert等人將N-甲基葡萄糖胺固載在氯甲基化聚苯乙烯樹脂制備得到了硼特效吸附樹脂，最大吸附量為14.6mg/g。2004年，Gazi等人將N-甲基葡萄糖胺固載在氯磺化聚苯乙烯樹脂上，硼的最大吸附量為25.6mg/g。2012年，王楠等人將N-甲基葡萄糖胺與氯乙酰化聚苯乙烯樹脂合成了一種同時含有α-酰乙基胺和鄰羥基雙官能團的新型酰乙基葡甲胺樹脂，該樹脂進一步提高了硼吸附量，達到了28.1mg/g。但是以上這些樹脂均是由多元醇胺類小分子吸附基團固載在一個“剛性”載體上，這種吸附樹脂具有自由度差，有礙擴散等缺點使得硼最大吸附量有限，飽和吸附時間較長。?

本方法制得的一具有一定長度的觸角狀親水性分子鏈，即環氧基載體：PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)或PS-acyl-g-P(HEMA-co-GMA)，該載體由鹵乙酰化聚苯乙烯與丙烯酰胺類單體(AM)或丙烯酸羥乙酯類單體(HEMA)和丙烯酸縮水甘油酯類單體(GMA)經ATRP聚合法接枝聚合獲得(其中鹵素為Cl或Br)，后經二乙醇胺(DEA)胺化得到一種觸角狀親水性的羥胺樹脂(PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)-DEA或PS-acyl-g-P(HEMA-co-GMA)-DEA)，該樹脂與硼特效樹脂以及其它硼吸附樹脂相比，除了具有的多個-NCH₂CH₂OH螯合配基的多齒-五元螯合環結構外，其樹脂側鏈具有的較長“柔性”手性臂，可增加側鏈的空間自由度，有效的增加了樹脂對硼的吸附作用。?

(三)發明內容

本發明涉及了一種觸角狀親水性羥胺樹脂和其制備方法及應用。?

本發明的觸角狀親水性羥胺樹脂可由下式結構示意：?

其中：R＝-O-CH₂-CH₂-OH或-NH₂；R’＝-H或-CH₃

本發明的觸角狀親水性羥胺樹脂的制備可按以下方法合成：向反應瓶中依次加入1.0g?PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)或PS-acyl-g-P(HEMA-co-GMA)，其中(W_(AM-co-GMA)/W_PS或W_{(HEMA-co-GMA)}/W_PS＝5-20)，摩爾比n(DEA)∶n(環氧載體)＝0.5-10，體積比V_DEA∶V_溶劑＝0.5-4，溶劑為水或甲醇、乙醇、甲苯、N，N’-二甲基甲酰胺或水和乙醇的任意比例的混合溶劑，攪拌下，于50-90℃條件下反應0.25-3h，反應結束后將反應液轉入到砂芯漏斗中，先用去離子水水洗濾5次，再用無水乙醇洗濾3次，然后在40℃下真空干燥至恒重，即得觸角狀親水性羥胺樹脂。該樹脂的增重率為10.2％-59.1％，二乙醇胺的擔載量為0.88-3.53mmol/g，環氧基轉化率為14.4-86.5％，硼的吸附量為5.3-37.7mg/g，且樹脂5min即可達到吸附平衡。?

本發明的優點：本方法制得的羥胺樹脂對硼具有很強的螯合作用，且該樹脂的側鏈中含有親水性結構單元和側鏈具有較高自由度，降低了被吸附物的擴散位阻，縮短了螯合配基與硼的接觸時間，使得硼可以快速地、多量地被吸附在樹脂上。?

(四)具體實施方式

以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。?

實施例1?