[發明專利]季銨陽離子修飾的水楊酸型螯合離子交換樹脂

有效

• 申請號: 201310697361.1
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103709279A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 劉霖;李京昊;朱彩艷;張田林
• 申請（專利權）人: 淮海工學院
• 主分類號: C08F12/08
• 分類號: C08F12/08;C08F8/44;C08J3/24;B01J45/00
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技術領域

本發明涉及一種季銨陽離子修飾的水楊酸型螯合離子交換樹脂，特別涉及交聯聚苯乙烯負載季銨基和水楊酸的螯合離子交換樹脂，可應用于各種水系重金屬離子的分離、富集和回收，屬于高分子功能材料領域。?

技術背景

螯合離子交換樹脂，是由樹脂母體和螯合功能基以化學鍵的形式相結合的一類高分子聚合物，其能從含有金屬離子的水溶液中有選擇性螯合諸如Ag+、Pd²⁺、Hg²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺或Cu²⁺等重金屬離子，通過配位鍵及共價鍵形成多元環狀絡合物，在適當的條件下又能將螯合的重金屬離子釋放出來。由于螯合離子交換樹脂的骨架均為T型結構，不溶于酸、堿、水和其他有機溶劑，因此分離十分方便，日漸被應用于富集、分離、分析、回收重金屬離子，達到凈化工業生活污水，并回收重金屬離子的目的。?

小分子水楊酸是化學穩定極高的芳酸配體，極易與過渡金屬離子或稀土金屬離子形成穩定的配合物，所以50年來，許多學者一直不斷地試圖采用多種方法將水楊酸分子連接到高分子樹脂上，制得對重金屬離子具有選擇性螯合的離子吸附材料，下述結構式(1)～(8)表示的水楊酸型螯合離子交換樹脂：?

但是以上所述水楊酸型離子螯合樹脂大都是處于實驗研究，沒有投入實際應用，原因是所研究的螯合離子交換樹脂存在制備工藝復雜，離子交換性能不穩定、原材料成本高等缺點。?

鑒于現有材料技術存在的問題和人們的期盼，本發明提供一種季銨陽離子修飾的水楊酸型螯合離子交換樹脂，是以價廉易得、化學穩定性好、易于功能?化的氯甲基化交聯聚苯乙烯樹脂球為樹脂母體，通過與哌嗪的胺基化反應和5-氯甲基水楊醛的季銨鹽化反應，在交聯聚苯乙烯樹脂球的表面引入一個季銨陽離子和水楊醛基，而后又經氧化劑的氧化反應制得的。?

本發明的有益效果是①本發明所使用的原料是氯甲基化交聯聚苯乙烯樹脂球、哌嗪、燒堿和氧化劑均為工業商品。本發明人也已經完成了5-氯甲基水楊醛的清潔生產工藝工業試驗，參見CN201110063599.X。②本發明所述的季銨陽離子修飾的水楊酸型螯合離子交換樹脂表面既含有水楊醛單元，又含有季銨陽離子，具有對重金屬離子的選擇性螯合吸附特性，也可進行陰離子交換。③本發明所述季銨陽離子修飾的水楊酸型螯合離子交換樹脂飽和吸附重金屬離子的時間短，螯合吸附容量大。④本發明所述季銨陽離子修飾的水楊酸型螯合離子交換樹脂制備工藝簡單，再生方便。?

發明內容

本發明提供一種季銨陽離子修飾的水楊酸型螯合離子交換樹脂，其特征在于是通過如下步驟制得的：?

步驟一、將干燥后的氯甲基化交聯聚苯乙烯樹脂球分散在質量百分數為15～65％的哌嗪水溶液中，室溫下攪拌24小時，升溫80～105℃，繼續攪拌反應6～12小時，從哌嗪水溶液中過濾出樹脂球，干燥后，制得弱堿性交聯聚苯乙烯樹脂球。?

步驟二、將步驟一所制得的弱堿性交聯聚苯乙烯樹脂球分散在質量百分數為10～25％的5-氯甲基水楊醛四氫呋喃溶液中，回流反應6～12小時，從5-氯甲基水楊醛四氫呋喃溶液中過濾出樹脂球，使用四氫呋喃洗滌過濾所得的樹脂球，干燥后，制得季銨陽離子修飾的水楊醛型交聯聚苯乙烯樹脂球。?

步驟三、將步驟二所制得的水楊醛型交聯聚苯乙烯樹脂球分散在質量百分數為2～25％的氧化劑水溶液中，控溫-10～25℃，攪拌反應6～12小時，從氧化劑水溶液中過濾出樹脂球，使用水洗滌過濾所得的樹脂球，干燥后，制得季銨陽離子修飾的水楊酸型交聯聚苯乙烯樹脂球。?

所述的氧化劑選自次氯酸鈉、重鉻酸鈉、重鉻酸鉀、高錳酸鉀或高錳酸鈉中的一種。?

附圖說明

圖1弱堿性交聯聚苯乙烯樹脂化學結構示意圖。?

圖2季銨陽離子修飾的水楊醛型交聯聚苯乙烯樹脂化學結構示意圖。?

圖3季銨陽離子修飾的水楊酸型交聯聚苯乙烯樹脂化學結構示意圖。?

具體實施例

下面實施例對本發明提供的季銨陽離子修飾的水楊酸型交聯聚苯乙烯樹脂及其制備方法進一步說明，其目的在于更好地理解本發明的內容。?

實施例季銨陽離子修飾的水楊酸型交聯聚苯乙烯樹脂的制備和特性及應用?