本發(fā)明涉及離子交換樹脂
技術(shù)領域：
，尤其涉及一種尺寸均勻苯乙烯系離子交換樹脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
：離子交換樹脂是以吸附為特點，具有多孔立體結(jié)構(gòu)，它是最近幾年高分子領域里新發(fā)展起來的一種多孔性樹脂，對許多物質(zhì)具有濃縮和分離作用。其不僅可利用一些物質(zhì)能被樹脂吸附，其余物質(zhì)不能被樹脂吸附而達到分離目的，另外可利用各吸附質(zhì)與樹脂間的親和力大小的不同，通過強吸附質(zhì)對弱吸附質(zhì)的頂替作用達到分離的目的，廣泛應用于對飲用水內(nèi)雜質(zhì)的去除，目前苯乙烯系離子交換樹脂由于粒徑可控性差，微球尺寸不均勻，吸附效率低，亟待解決。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明提出了一種尺寸均勻苯乙烯系離子交換樹脂及其制備方法，尺寸均勻，吸附效率高，吸附容量高，可滿足對飲用水內(nèi)雜質(zhì)的吸附需求。本發(fā)明提出的一種尺寸均勻苯乙烯系離子交換樹脂，其原料按重量份包括：苯乙烯100份，甲苯4-6份，二乙烯苯15-25份，偶氮二異丁腈1-2份，過氧化二苯甲酰2-4份，過硫酸銨6-10份，納米高嶺土1-2份，三乙烯四胺3-5份，高氯酸氧化淀粉復合物2-4份，聚乙烯醇2-4份，正己烷10-15份，鄰二甲苯10-15份，乙酸乙酯1-2份。優(yōu)選地，高氯酸氧化淀粉復合物采用如下工藝制備：將甲醛水溶液、氨水混合攪拌均勻，加入尿素、高氯酸氧化淀粉，在回流過程中加入乙酸，繼續(xù)攪拌，氮氣保護下加入雙-n,n-(羥丙基磺基甜菜堿基丙基)仲胺、氯仿混合攪拌均勻，攪拌狀態(tài)下滴加十二酸酰氯，升溫攪拌，用碳酸氫鈉調(diào)節(jié)體系ph值為8-8.6，繼續(xù)攪拌得到高氯酸氧化淀粉復合物。優(yōu)選地，高氯酸氧化淀粉復合物采用如下工藝制備：按重量份將120-130份濃度為30-35％甲醛水溶液、1-2份氨水混合攪拌均勻，加入25-35份尿素、4-8份高氯酸氧化淀粉，在回流過程中加入2-4份乙酸，繼續(xù)攪拌，氮氣保護下加入1-1.6份雙-n,n-(羥丙基磺基甜菜堿基丙基)仲胺、25-45份氯仿混合攪拌均勻，攪拌狀態(tài)下滴加2-4份十二酸酰氯，升溫攪拌，用碳酸氫鈉調(diào)節(jié)體系ph值為8-8.6，繼續(xù)攪拌得到高氯酸氧化淀粉復合物。優(yōu)選地，高氯酸氧化淀粉復合物采用如下工藝制備：按重量份將120-130份濃度為30-35％甲醛水溶液、1-2份氨水混合攪拌均勻，加入25-35份尿素、4-8份高氯酸氧化淀粉，在溫度55-65℃回流過程中加入2-4份乙酸，繼續(xù)攪拌25-35min，氮氣保護下加入1-1.6份雙-n,n-(羥丙基磺基甜菜堿基丙基)仲胺、25-45份氯仿混合攪拌均勻，攪拌狀態(tài)下滴加2-4份十二酸酰氯，在溫度20-25℃攪拌4-8h，用碳酸氫鈉調(diào)節(jié)體系ph值為8-8.6，繼續(xù)攪拌40-50min，得到高氯酸氧化淀粉復合物。本發(fā)明提出的上述尺寸均勻苯乙烯系離子交換樹脂的制備方法，包括以下步驟：s1、將去離子水加熱至70-80℃，攪拌狀態(tài)下依次加入聚乙烯醇、納米高嶺土、三乙烯四胺、過硫酸銨、高氯酸氧化淀粉復合物攪拌均勻，得到第一預制料；s2、將苯乙烯、二乙烯苯、甲苯、過氧化二苯甲酰、偶氮二異丁腈混合攪拌均勻，得到第二預制料；s3、將正己烷、鄰二甲苯、乙酸乙酯混合攪拌均勻，得到第三預制料；s4、在攪拌狀態(tài)下，向第一預制料中加入第二預制料攪拌均勻，設置溫度80-90℃，加入第三預制料繼續(xù)攪拌，洗滌，干燥，得到苯乙烯離子交換樹脂。優(yōu)選地，s4的洗滌過程具體如下：首先用去離子水清洗，用甲苯浸泡，用四氫呋喃在室溫提取后濾干，再用氫氧化鈉溶液浸提，用去離子水清洗，再用鹽酸溶液浸提，用離子水清洗。本發(fā)明制備的苯乙烯離子交換樹脂應用于飲用水內(nèi)重金屬離子、醛類、磷酸鹽類物質(zhì)的去除效果顯著，對雜質(zhì)選擇選擇性高、容量大、去除率高。采用特定工藝制備的苯乙烯-二乙烯苯型大孔離子交換樹脂，并合理控制聚苯乙烯-二乙烯苯型大孔離子交換樹脂的交聯(lián)度，并在制備過程中加入特定的制孔劑，制得的樹脂比表面積極高，且孔徑均勻合適，吸附效率高，離子交換容量極高。而其中添加的高氯酸氧化淀粉復合物中，高氯酸氧化淀粉結(jié)構(gòu)中由于部分葡萄糖c6羥基轉(zhuǎn)化為醛基，并與甲醛在氨水催化下形成半縮醛、縮醛，與尿素固化后形成交聯(lián)體型結(jié)構(gòu)，比表面積極高，粘接強度好，但疏水性較高，而通過加入雙-n,n-(羥丙基磺基甜菜堿基丙基)仲胺，并配合十二酸酰氯作用，引入的酰胺官能團使制品良好的增溶效果，并具備良好的生物降解性；高氯酸氧化淀粉復合物可有效促使納米高嶺土分散均勻，相互間分散均勻性極高，且內(nèi)部已經(jīng)具備適量吸附活性，與苯乙烯、二乙烯苯、甲苯在過氧化二苯甲酰配合下進行反應，并在正己烷、鄰二甲苯、乙酸乙酯和偶氮二異丁腈的配合下制孔，合成收率高，形成的微球顆粒極為均勻，吸附活性極高，吸附量大，且孔徑均勻合適，不僅具有較高的耐熱性、耐溶劑性、較好的力學強度、良好的表面反應活性，并可應付復雜的水質(zhì)環(huán)境。具體實施方式下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。實施例1本發(fā)明提出的一種尺寸均勻苯乙烯系離子交換樹脂，其原料按重量份包括：苯乙烯100份，甲苯4份，二乙烯苯25份，偶氮二異丁腈1份，過氧化二苯甲酰4份，過硫酸銨6份，納米高嶺土2份，三乙烯四胺3份，高氯酸氧化淀粉復合物4份，聚乙烯醇2份，正己烷15份，鄰二甲苯10份，乙酸乙酯2份。本發(fā)明提出的上述尺寸均勻苯乙烯系離子交換樹脂的制備方法，包括以下步驟：s1、將去離子水加熱至70℃，攪拌狀態(tài)下依次加入聚乙烯醇、納米高嶺土、三乙烯四胺、過硫酸銨、高氯酸氧化淀粉復合物攪拌均勻，得到第一預制料；s2、將苯乙烯、二乙烯苯、甲苯、過氧化二苯甲酰、偶氮二異丁腈混合攪拌均勻，得到第二預制料；s3、將正己烷、鄰二甲苯、乙酸乙酯混合攪拌均勻，得到第三預制料；s4、在攪拌狀態(tài)下，向第一預制料中加入第二預制料攪拌均勻，設置溫度90℃，加入第三預制料繼續(xù)攪拌，洗滌，干燥，得到苯乙烯離子交換樹脂。實施例2本發(fā)明提出的一種尺寸均勻苯乙烯系離子交換樹脂，其原料按重量份包括：苯乙烯100份，甲苯6份，二乙烯苯15份，偶氮二異丁腈2份，過氧化二苯甲酰2份，過硫酸銨10份，納米高嶺土1份，三乙烯四胺5份，高氯酸氧化淀粉復合物2份，聚乙烯醇4份，正己烷10份，鄰二甲苯15份，乙酸乙酯1份。高氯酸氧化淀粉復合物采用如下工藝制備：將甲醛水溶液、氨水混合攪拌均勻，加入尿素、高氯酸氧化淀粉，在回流過程中加入乙酸，繼續(xù)攪拌，氮氣保護下加入雙-n,n-(羥丙基磺基甜菜堿基丙基)仲胺、氯仿混合攪拌均勻，攪拌狀態(tài)下滴加十二酸酰氯，升溫攪拌，用碳酸氫鈉調(diào)節(jié)體系ph值為8-8.6，繼續(xù)攪拌得到高氯酸氧化淀粉復合物。本發(fā)明提出的上述尺寸均勻苯乙烯系離子交換樹脂的制備方法，包括以下步驟：s1、將去離子水加熱至80℃，攪拌狀態(tài)下依次加入聚乙烯醇、納米高嶺土、三乙烯四胺、過硫酸銨、高氯酸氧化淀粉復合物攪拌均勻，得到第一預制料；s2、將苯乙烯、二乙烯苯、甲苯、過氧化二苯甲酰、偶氮二異丁腈混合攪拌均勻，得到第二預制料；s3、將正己烷、鄰二甲苯、乙酸乙酯混合攪拌均勻，得到第三預制料；s4、在攪拌狀態(tài)下，向第一預制料中加入第二預制料攪拌均勻，設置溫度80℃，加入第三預制料繼續(xù)攪拌，洗滌，干燥，得到苯乙烯離子交換樹脂。其中s4的洗滌過程具體如下：首先用去離子水清洗，用甲苯浸泡，用四氫呋喃在室溫提取后濾干，再用氫氧化鈉溶液浸提，用去離子水清洗，再用鹽酸溶液浸提，用離子水清洗。實施例3本發(fā)明提出的一種尺寸均勻苯乙烯系離子交換樹脂，其原料按重量份包括：苯乙烯100份，甲苯4.5份，二乙烯苯22份，偶氮二異丁腈1.2份，過氧化二苯甲酰3.5份，過硫酸銨7份，納米高嶺土1.8份，三乙烯四胺3.5份，高氯酸氧化淀粉復合物3.5份，聚乙烯醇2.5份，正己烷14份，鄰二甲苯11份，乙酸乙酯1.6份。高氯酸氧化淀粉復合物采用如下工藝制備：按重量份將125份濃度為32％甲醛水溶液、1.5份氨水混合攪拌均勻，加入30份尿素、6份高氯酸氧化淀粉，在回流過程中加入3份乙酸，繼續(xù)攪拌，氮氣保護下加入1.3份雙-n,n-(羥丙基磺基甜菜堿基丙基)仲胺、35份氯仿混合攪拌均勻，攪拌狀態(tài)下滴加3份十二酸酰氯，升溫攪拌，用碳酸氫鈉調(diào)節(jié)體系ph值為8-8.6，繼續(xù)攪拌得到高氯酸氧化淀粉復合物。實施例4本發(fā)明提出的一種尺寸均勻苯乙烯系離子交換樹脂，其原料按重量份包括：苯乙烯100份，甲苯5.5份，二乙烯苯18份，偶氮二異丁腈1.8份，過氧化二苯甲酰2.5份，過硫酸銨9份，納米高嶺土1.2份，三乙烯四胺4.5份，高氯酸氧化淀粉復合物2.5份，聚乙烯醇3.5份，正己烷12份，鄰二甲苯13份，乙酸乙酯1.2份。高氯酸氧化淀粉復合物采用如下工藝制備：按重量份將120份濃度為35％甲醛水溶液、1份氨水混合攪拌均勻，加入35份尿素、4份高氯酸氧化淀粉，在溫度65℃回流過程中加入2份乙酸，繼續(xù)攪拌35min，氮氣保護下加入1份雙-n,n-(羥丙基磺基甜菜堿基丙基)仲胺、45份氯仿混合攪拌均勻，攪拌狀態(tài)下滴加2份十二酸酰氯，在溫度25℃攪拌4h，用碳酸氫鈉調(diào)節(jié)體系ph值為8-8.6，繼續(xù)攪拌50min，得到高氯酸氧化淀粉復合物。實施例5本發(fā)明提出的一種尺寸均勻苯乙烯系離子交換樹脂，其原料按重量份包括：苯乙烯100份，甲苯5份，二乙烯苯20份，偶氮二異丁腈1.5份，過氧化二苯甲酰3份，過硫酸銨8份，納米高嶺土1.5份，三乙烯四胺4份，高氯酸氧化淀粉復合物3份，聚乙烯醇3份，正己烷13份，鄰二甲苯12份，乙酸乙酯1.4份。高氯酸氧化淀粉復合物采用如下工藝制備：按重量份將130份濃度為30％甲醛水溶液、2份氨水混合攪拌均勻，加入25份尿素、8份高氯酸氧化淀粉，在溫度55℃回流過程中加入4份乙酸，繼續(xù)攪拌25min，氮氣保護下加入1.6份雙-n,n-(羥丙基磺基甜菜堿基丙基)仲胺、25份氯仿混合攪拌均勻，攪拌狀態(tài)下滴加4份十二酸酰氯，在溫度20℃攪拌8h，用碳酸氫鈉調(diào)節(jié)體系ph值為8-8.6，繼續(xù)攪拌40min，得到高氯酸氧化淀粉復合物。實施例1-5所得尺寸均勻苯乙烯系離子交換樹脂的粒徑為20-150nm，不僅可提純吸附醛類、磷酸鹽，而且可吸附重金屬離子物質(zhì)，對許多金屬離子選擇性較高，且其孔隙率為54-57％，孔容為0.92-0.96ml/g，比表面積為1100-1400m2/g，全交換量為干樹脂為4.15mmol/g、濕樹脂為1.46mmol/g。實施例5所述所得尺寸均勻苯乙烯系離子交換樹脂對飲用水內(nèi)雜質(zhì)吸附去除率如下所示：除雜項目去除率醛類71.03％磷酸鹽43.21％鋅26.14％銅40.82％鎳35.01％鋁37.36％鎂40.94％以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁12