[發明專利]基于廢棄聚苯乙烯的交聯聚合物及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201710936463.2
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107759812B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 劉長坤;伏振宇;雷曉斌;賈繼珍;王琳
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;B01J20/26;B01D53/02;C08L25/06
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開了一種基于廢棄聚苯乙烯的交聯聚合物及其制備方法與應用，包括：步驟A、按重量百分比計，將廢棄聚苯乙烯1?6%、有機溶劑80?90%、交聯劑1?6%和催化劑2?8%混合，在保護氣氛下，室溫攪拌10?50min，然后加熱至80?90℃反應6?24h；步驟B、在經所述步驟A反應后的溶液中，加入醇溶液終止反應，然后冷卻至室溫并經提純處理，得到交聯聚合物。本發明以廢棄的聚苯乙烯為原料，成本低，為廢棄聚苯乙烯的回收提供了有效途徑；同時本發明采用了交聯劑并輔以催化劑，經一步反應使得聚苯乙烯形成高度交聯的三維立體網狀多孔結構，可應用于固體吸附材料領域。

技術領域

本發明涉及多孔固體吸附材料領域，尤其涉及一種基于廢棄聚苯乙烯的交聯聚合物及其制備方法與應用。

背景技術

目前，化石能源燃燒后所產生的二氧化碳的碳捕集方法主要包括：物理吸收法、膜分離法、化學吸收法等。綜合考慮二氧化碳的吸附處理工藝的技術、經濟和環境等因素，在上述分離方法中，以多孔固體材料為吸收劑的物理吸收法備受關注。采用固體多孔材料作為吸附劑來捕獲廢氣中的二氧化碳具有許多優勢：(1)能耗低，固體多孔材料對二氧化碳的吸附一般采用變壓吸附和變溫吸附的方式，處理工藝分為捕獲與分離兩個過程，首先，利用高壓或低溫條件下材料大的二氧化碳吸附量來捕獲廢氣中的二氧化碳，在低壓或高溫的條件下材料小的二氧化碳吸附量來分離材料中吸附的二氧化碳，材料不斷的往復循環使用來處理大量排放的廢氣。這能夠減少捕獲過程中的能量消耗；同時，選擇固體材料來捕獲二氧化碳避免了再生過程中水溶劑吸收熱量造成的能源消耗。(2)易操作，固體材料作為吸附劑，避免了堿性有機溶液對設備的腐蝕，操作維護過程簡單。(3)固體吸附材料對二氧化碳具有相對乙醇胺更大的吸附量，這歸因于材料具有較大的比表面積和孔體積，可以捕獲大量的二氧化碳。

近幾年來，多孔固體材料的設計與合成取得了顯著的研究成果。在二氧化碳的捕獲應用方面，目前主要的多孔固體吸附材料集中在：沸石、二氧化硅、金屬有機骨架(MOFs)、高分子聚合物和炭基材料等。然而，到目前為止，絕大多數材料的合成需要精細地設計反應物的結構，選擇特定的反應路徑。此外，在制備多孔固體材料的反應過程中，通常會用到昂貴的過渡金屬催化劑或有毒的溶劑。這些因素均會增加材料的生產成本，從而制約多孔固體材料的工業化生產及其在二氧化碳吸附、捕集與封存方面的大規模應用。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種基于廢棄聚苯乙烯的交聯聚合物及其制備方法與應用，旨在解決現有的多孔固體材料制備方法復雜、成本高、環境不友好等問題。

本發明的技術方案如下：

一種基于廢棄聚苯乙烯的交聯聚合物的制備方法，包括：

步驟A、按重量百分比計，將廢棄聚苯乙烯1-6％、有機溶劑80-90％、交聯劑1-6％、催化劑2-8％混合，在保護氣氛下，室溫攪拌10-50min，然后加熱至80-90℃反應6-24h；

步驟B、在經所述步驟A反應后的溶液中，加入醇溶液(例如甲醇或者乙醇溶液)終止反應，然后冷卻至室溫并經提純處理，得到交聯聚合物。

所述的基于廢棄聚苯乙烯的交聯聚合物的制備方法，其中，在所述步驟A之前，先將廢棄聚苯乙烯清洗干凈，并干燥。

所述的基于廢棄聚苯乙烯的交聯聚合物的制備方法，其中，所述步驟A中，所述交聯劑為四氯化碳、二甲氧基甲烷、對二氯芐、對二氯甲基聯苯和三氯甲苯中的一種。

所述的基于廢棄聚苯乙烯的交聯聚合物的制備方法，其中，所述步驟A中，所述催化劑為FeCl₃和AlCl₃中的一種。

所述的基于廢棄聚苯乙烯的交聯聚合物的制備方法，其中，所述步驟A中，所述有機溶劑為甲苯、鄰二甲苯、乙苯、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿和對硝基苯中的一種。