[發明專利]強堿性復合納米無機氧化物-石墨烯-離子交換樹脂材料

有效

• 申請號: 201710945901.1
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN109647545B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 李亞男;何文軍
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: B01J41/14
• 分類號: B01J41/14;C08F212/14;C08F212/36;C08F2/44;C08K3/04;C08K3/22
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本發明涉及強堿性復合納米無機氧化物?石墨烯?離子交換樹脂材料及其制備方法，主要解決現有技術存在強堿性離子交換樹脂催化劑堿性活性基團含量低，及相應地在催化劑應用過程中活性不高的問題。本發明通過采用以樹脂材料總重的重量百分比計，包括以下組份：(a)70～85份的聚合單體；(b)3～15份的共聚單體；(c)0.1～10份的石墨烯；(d)0.1～1份的納米無機氧化物組分；(e)0.1～10份的引發劑的技術方案較好地解決了該問題，可用于強堿性復合離子交換樹脂材料催化劑的工業生產中。

技術領域

本發明涉及強堿性復合納米無機氧化物-石墨烯-離子交換樹脂材料及其制備方法。

背景技術

石墨烯是一種新型的納米碳材料，鑒于石墨烯的高強度、高導電率、強度大、可柔韌彎曲等突出性質，石墨烯為新穎的、高性能的聚合物基復合材料提供了廣闊的開發空間。利用石墨烯與聚合物基體復合制備復合材料，能夠明顯改善材料的物理機械性質、電學性質等，具有廣闊的應用前景。

納米氧化物由于納米材料的獨特性質而具備優良的性能，現有的研究人員在進一步研究利用納米氧化物進行摻雜、包覆、改性等可以制備出不同形貌的復合材料，成為新的研究熱點。納米氧化物的合成方法中水熱法是研究較多的一種，當無機氧化物可溶性前驅體鹽在加熱條件下的密閉反應容器中，以水作為介質，反應體系中許多化合物表現出不同于常溫的物化性質，如溶解度增大、化合物晶體結構易轉型等，重結晶得到的氧化物產物顆粒小且分布均勻，純度高。采用聚乙二醇作為表面活性劑，草酸鈷前驅體在水熱條件下制備獲得了純度較高的不同形貌的Co₃O₄，且晶粒尺寸均勻(楊幼平，黃可龍，劉人生等，中南大學學報，2006，37，1103)。Pires等以SnCl₂·2H₂O為可溶性前驅體鹽，通過微波輔助水熱法合成了SnO粉末，可以通過調節水熱合成時間、溫度及其濃度的方法得到不同大小和形態的納米晶體(Pires F I,Joanni E,Savu R et al,Material Letters,2008,62,239)。文獻CN106340633A已公開報道了采用水熱的合成方法得到SnO₂/碳材料和V₂O₅/石墨烯復合材料，并進一步通過球磨共混的方法得到SnO₂/碳/V₂O₅/石墨烯復合納米材料。但是，上述技術中由于水熱法體系對納米氧化物沉積的材料有較強的親水性要求，采用液體葡萄糖或者具有較強親水性能的氧化石墨烯，方可促進水溶液與沉積材料的均勻分散，從而獲得穩定均勻的懸浮液，達到較好的沉積效果，并且其兩種不同的氧化物是分別合成制備后進一步經物理混合成型。文獻CN104356258A公開報道了采用稀土元素改性脫醛樹脂的吸附性能的方法，但是，上述技術中，需要先采用聚合工藝合成制備磺化酸性樹脂后，再將稀土元素硝酸溶液加入到已成型的樹脂中進行改性。現市售商用201型強堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂的全交換容量約為3.4mmol/g。

發明內容

本發明所要解決的問題之一是現有技術存在強堿性離子交換樹脂催化劑堿性活性基團含量低，及相應地在催化劑應用過程中活性不高的問題，提供一種新的強堿性復合納米無機氧化物-石墨烯-離子交換樹脂材料，該樹脂具有堿性功能基團含量高，反應過程中活性強的特點。

本發明所要解決的技術問題之二是提供一種與解決技術問題之一相對應的強堿性復合納米無機氧化物-石墨烯-離子交換樹脂材料的制備方法。

為解決上述技術問題之一，本發明采用的技術方案如下：強堿性復合納米無機氧化物-石墨烯-離子交換樹脂材料，其特征為，以樹脂材料總重的重量份數計，包括以下組分：

(a)70～85份的聚合單體；

(b)3～15份的共聚單體；

(c)0.1～10份的石墨烯；

(d)0.1～1份的納米無機氧化物組分；