[發(fā)明專利]一種柱狀苯乙烯?二乙烯基苯共聚物疏水催化劑載體的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610051635.3
• 申請(qǐng)日: 2016-01-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105504566B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉才林;李秀春;任先艷;楊海君;王玉平;楊莉;彭碧輝;亓秀娟;吳桐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L25/08
• 分類號(hào): C08L25/08;C08L25/02;C08L27/18;C08L3/02;C08L39/06;C08L1/28;C08L29/04;C08F212/36;C08F212/08;C08F2/20;B01J32/00;B01J31/06
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務(wù)所(普通合伙)51106
• 代理人: 劉克勤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于用于重水提氚、含氚廢水除氚的有機(jī)高分子化合物的制備，涉及一種柱狀苯乙烯-二乙烯基苯共聚物疏水催化劑載體的制備方法。本發(fā)明制得的柱狀苯乙烯-二乙烯基苯共聚物(簡(jiǎn)稱SDB)用于重水提氚、含氚廢水除氚，特別有助于Pt/SDB疏水催化劑的重水提氚、含氚廢水除氚的工程化應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著人類面臨的能源和環(huán)境等重要問(wèn)題日益顯著，核技術(shù)作為一項(xiàng)清潔能源技術(shù)，其受到世界各國(guó)的重視；裂變能、聚變能及聚變-裂變混合能等新型能源的開(kāi)發(fā)，被認(rèn)為是解決能源危機(jī)的有效途徑之一；在重水堆、磁約束核聚變、慣性約束核聚變、武器用氚、氫能源利用，以及其它與氫同位素有關(guān)的領(lǐng)域，都涉及氫同位素(氘、氚)的提取、分離和純化問(wèn)題。大力發(fā)展核能已列入我國(guó)2005～2020年核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，其中內(nèi)陸核電站的建設(shè)已提上議事日程，內(nèi)陸水體稀釋能力相對(duì)于沿海核電站較弱，發(fā)展內(nèi)陸核電站首要考慮的是大量低濃含氚水的排放對(duì)環(huán)境的影響或者直接對(duì)飲用水的污染問(wèn)題。同時(shí)核工業(yè)的快速發(fā)展，氚作為重要的核材料的操作量也在逐步增加，氚的輻射安全和輻射防護(hù)正越來(lái)越受到重視，在氚的生產(chǎn)、分離、純化、運(yùn)輸，以及儲(chǔ)存和氚與材料相互作用的過(guò)程中，通常會(huì)產(chǎn)生不同氚活度的含氚廢水和氚污染廢物。因此，現(xiàn)有核電機(jī)組，以及未來(lái)聚變堆、聚變-裂變混合能堆等都面臨含氚水的處理問(wèn)題。氚在廢水中以HTO形式存在，現(xiàn)有放射性核素的去除手段如吸附、過(guò)濾、離子交換等幾乎不可能將HTO從H₂O中分離出來(lái)，因而新型的含氚廢水除氚技術(shù)的開(kāi)發(fā)極為重要，以實(shí)現(xiàn)氚的“零排放”。由于氚極強(qiáng)的滲透性、擴(kuò)散性和活潑的化學(xué)反應(yīng)性，以及與其它材料高的相容性，含氚廢水處理尚存在較大的技術(shù)難題，氚的處理技術(shù)急需不斷發(fā)展和完善。疏水催化劑是實(shí)現(xiàn)液相氫水同位素催化交換的主要組成部分，而制備高性能且滿足工業(yè)要求的疏水催化劑的載體尤為關(guān)鍵。自上世紀(jì)50年代，國(guó)外研究者一直致力于可用于氫-水交換的疏水催化劑的研究，要求其不僅有催化活性，還有體系的傳質(zhì)性能及流體力學(xué)性能指標(biāo)。為了提高體系的傳質(zhì)性能，疏水催化劑總是和親水填料配合使用。我國(guó)對(duì)Pt/SDB疏水催化劑的研究起步較晚，而且主要集中在小粒徑的球狀Pt/SDB疏水催化劑的研究，有關(guān)柱狀Pt/SDB催化劑的合成的相關(guān)研究報(bào)道極少。

從經(jīng)濟(jì)和安全方面考慮，現(xiàn)有對(duì)含氚重水、含氚廢水的除氚方法一般都采用了氫同位素液相催化交換反應(yīng)，在該反應(yīng)中，Pt/SDB疏水催化劑是關(guān)鍵材料，是將起催化作用的Pt載體于多孔的SDB載體上。現(xiàn)有技術(shù)存在SDB微球直徑偏小、缺乏柱狀SDB產(chǎn)品等，因而導(dǎo)致Pt-SDB工程應(yīng)用時(shí)由于與親水填料之間的孔隙率較小，氫水液相交換的床層傳質(zhì)阻力較大、大量的液體堆積、易發(fā)生液泛等，交換效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種柱狀苯乙烯-二乙烯基苯共聚物疏水催化劑載體的制備方法。本發(fā)明制得的柱狀SDB具有較好的疏水性(靜態(tài)水接觸角≥110°)、較高的抗壓強(qiáng)度，比表面積(300～600m²·g^-1)及孔結(jié)構(gòu)(平均孔徑5～8nm)與壓制前變化不大，并能提高與親水性填料匹配程度，具有減少床層的傳質(zhì)阻力、防止液泛等特制的，有助于該類疏水催化劑的重水提氚、含氚廢水除氚的工程化應(yīng)用。

本發(fā)明的內(nèi)容是：一種柱狀苯乙烯-二乙烯基苯共聚物疏水催化劑載體的制備方法，其特征是步驟為：

a、制備(粉體狀，或稱粉末狀、粉狀)苯乙烯-二乙烯基苯共聚物(疏水催化劑載體)：

取苯乙烯2～10質(zhì)量份、二乙烯基苯2～13質(zhì)量份、過(guò)氧化苯甲酰0.02～0.6質(zhì)量份、甲苯8～16質(zhì)量份、正庚烷6～13質(zhì)量份，以及二氯乙烷5～12質(zhì)量份，混合，得混合物，備用；

將水100～200質(zhì)量份、聚乙烯醇0.1～0.5質(zhì)量份、碳酸鈣0.1～0.5質(zhì)量份和十二烷基苯磺酸鈉0.01～0.06質(zhì)量份加入到反應(yīng)容器(例如：三口燒瓶等)中，攪拌下加熱到溫度為25～40℃，較好的是待固體物(全部)溶解后，將所述混合物加入到反應(yīng)容器中，加熱至溫度為70～90℃，攪拌下(進(jìn)行懸浮聚合)反應(yīng)，較好的是控制攪拌速度為70～200r/min，反應(yīng)時(shí)間7～9h(至硬化、老化)，過(guò)濾，將過(guò)濾得到的固體物順次用水、無(wú)水乙醇、丙酮洗滌后，(再將洗滌提純后的多孔小球狀固體物)干燥，即制得(粉體狀)苯乙烯-二乙烯基苯共聚物(簡(jiǎn)稱SDB)(疏水催化劑載體)。