專利名稱：一種大孔弱堿性陰離子交換樹脂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大孔陰離子交換樹脂的制備方法，特別是涉及一種均一孔徑且保持了交換容量的大孔弱堿性陰離子交換樹脂的制備方法。
背景技術(shù)：
弱堿性陰離子交換樹脂在鈾礦選冶領(lǐng)域，濕法冶金以及廢水治理等領(lǐng)域都有重要用途。目前傳統(tǒng)的堿性樹脂的合成工藝主要是在共聚物，即白球，上引入氯甲基得到氯甲基化的共聚物，即氯球，然后再通過氨化工藝在氯球上引入相應(yīng)的氨基。雖然目前的大孔弱堿性陰離子交換樹脂的交換容量得到了有效的提高，但孔徑分布不均，小孔比例過大，交換速度低。有關(guān)均孔樹脂的合成文獻(xiàn)很少，且僅介紹了其合成工藝，即氯甲基化和胺化工藝，并沒有提到實現(xiàn)樹脂孔徑均一的具體方法以及孔徑均一的具體數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種孔徑均一且保持了交換容量的大孔弱堿性陰離子交換樹脂的制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種大孔弱堿性陰離子交換樹脂的制備方法，依次包括以下步驟(1)將作為單體的苯乙烯和二乙烯苯用氫氧化鈉洗液洗滌，脫去阻聚劑，分離后干燥備用；其中二乙烯苯與苯乙烯的摩爾比為4-8 100；(2)將作為分散劑的明膠加入到去離子水中浸泡2-4小時，加熱至40°C -50°C ；再加入銨鹽；其中去離子水的體積與單體的體積比為1-3 1，明膠的質(zhì)量為去離子水質(zhì)量的 0. 5-1. 5%，銨鹽的質(zhì)量為去離子水質(zhì)量的0. 05% -0. 1% ；(3)將單體、作為引發(fā)劑的過氧化苯甲酰和作為致孔劑的丁醇與十二醇混合均勻，加入到⑵中，待形成大小合適的球珠后，升溫到75°C-80°C，保溫4-6小時；升溫至85°C -90°C，保溫6-10小時，用去離子水蒸餾2-3次，并抽濾，然后用丙酮抽提，在 500C -60°C下干燥；過篩獲取粒度合適的苯乙烯-二乙烯苯的共聚物；其中過氧化苯甲酰的質(zhì)量為單體質(zhì)量的0.5%-1%，丁醇與十二醇的摩爾比為1 0.3，丁醇和十二醇的體積和與單體的體積比為1-1.2 1 ；(4)將苯乙烯-二乙烯苯的共聚物投入到過量的氯甲醚中，溶脹4-8個小時，攪拌情況下分幾次加入氯化鋅，溫度控制在30°C以下；加料結(jié)束后，攪拌1-2小時，然后在冷凝回流的情況下升溫至35°C _38°C，反應(yīng)15- 個小時；進(jìn)行抽濾，將氯甲基化共聚物用去離子水洗至中性，烘干；(5)將烘干后的氯甲基化共聚物加入到過量的二甲胺水溶液中，攪拌1-2小時，然后在40-45°C攪拌10-16小時；進(jìn)行抽濾，干燥。本發(fā)明中選擇摩爾比為1 0. 3的丁醇和十二醇的混合醇作為致孔劑，十二醇提高了苯乙烯-二乙烯苯的共聚物的中孔比例，提高了離子交換樹脂吸附速度。丁醇保證了苯乙烯-二乙烯苯的共聚物具有一定數(shù)量的小孔比例，即具有足夠大的比表面積，能夠引入足夠數(shù)量的功能基團(tuán)，保證了離子交換樹脂的交換容量。通過本方法得到的陰離子交換樹脂，比表面積能達(dá)到60m2/g以上，大于2nm的中孔比例大于50%，全交換容量達(dá)到4. 5mmol/g，弱堿交換容量達(dá)到3. 5mmol/g以上。
具體實施例方式實施例一(1)將作為單體的苯乙烯和二乙烯苯用氫氧化鈉洗液洗滌，脫去阻聚劑，分離后干燥備用；其中苯乙烯的質(zhì)量為48. 5g，體積為53. 5ml，二乙烯苯的質(zhì)量為5. 9g，體積為 6. 5ml ；(2)將作為分散劑的明膠加入到60ml的去離子水中浸泡2小時，加熱至40°C ；再加入銨鹽；其中明膠的質(zhì)量為0. 3g，銨鹽的質(zhì)量為水質(zhì)量的0. 03g ；(3)將單體、作為引發(fā)劑的過氧化苯甲酰和作為致孔劑的丁醇與十二醇混合均勻， 加入到(2)中，待形成大小合適的球珠后，升溫到75°C，保溫4小時；升溫至85°C，保溫6 小時，用去離子水蒸餾2-3次，并抽濾，然后用丙酮抽提，在50°C下干燥；過篩獲取粒度合適的苯乙烯_ 二乙烯苯的共聚物，即白球；其中過氧化苯甲酰的質(zhì)量為0. 27g，丁醇的體積為 35. 2ml，十二醇的體積為24. 8ml ；(4)將IOOg白球投入到過量的氯甲醚中，溶脹4個小時，攪拌情況下分幾次加入氯化鋅，溫度控制在30°C以下；加料結(jié)束后，攪拌1小時，然后在冷凝回流的情況下升溫至 35°C，反應(yīng)15個小時；進(jìn)行抽濾，將氯甲基化共聚物，即氯球，用去離子水洗至中性，烘干； 其中氯化鋅總質(zhì)量為30g ；(5)將IOOg氯球加入到過量的二甲胺水溶液中，攪拌1小時，然后在40°C攪拌10 小時；進(jìn)行抽濾，干燥。按照以上操作過程制備的大孔弱堿陰離子交換樹脂經(jīng)測定具備以下主要技術(shù)指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種大孔弱堿性陰離子交換樹脂的制備方法，依次包括以下步驟(1)將作為單體的苯乙烯和二乙烯苯用氫氧化鈉洗液洗滌，脫去阻聚劑，分離后干燥備用；其中二乙烯苯與苯乙烯的摩爾比為4-8 100；(2)將作為分散劑的明膠加入到去離子水中浸泡2-4小時，加熱至40°C-50°C ；再加入銨鹽；其中去離子水的體積與單體的體積比為1-3 1，明膠的質(zhì)量為去離子水質(zhì)量的 0. 5-1. 5%，銨鹽的質(zhì)量為去離子水質(zhì)量的0. 05% -0. 1% ；(3)將單體、作為引發(fā)劑的過氧化苯甲酰和作為致孔劑的丁醇與十二醇混合均勻，加入到(2)中，待形成大小合適的球珠后，升溫到75°C-80°C，保溫4-6小時；升溫至85°C _90°C， 保溫6-10小時，用去離子水蒸餾2-3次，并抽濾，然后用丙酮抽提，在50°C -60°C下干燥； 過篩獲取粒度合適的苯乙烯-二乙烯苯的共聚物；其中過氧化苯甲酰的質(zhì)量為單體質(zhì)量的 0.5%-1%，丁醇與十二醇的摩爾比為1 0.3，丁醇和十二醇的體積和與單體的體積比為 1-1. 2:1;(4)將苯乙烯-二乙烯苯的共聚物投入到過量的氯甲醚中，溶脹4-8個小時，攪拌情況下分幾次加入氯化鋅，溫度控制在30°C以下；加料結(jié)束后，攪拌1-2小時，然后在冷凝回流的情況下升溫至35°C _38°C，反應(yīng)15-24個小時；進(jìn)行抽濾，將氯甲基化共聚物用去離子水洗至中性，烘干；(5)將烘干后的氯甲基化共聚物加入到過量的二甲胺水溶液中，攪拌1-2小時，然后在 40-45°C攪拌10-16小時；進(jìn)行抽濾，干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大孔弱堿性陰離子交換樹脂的制備方法，其特征在于 步驟(4)中氯化鋅總質(zhì)量為白球質(zhì)量的30% -50%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大孔弱堿性陰離子交換樹脂的制備方法，依次包括以下步驟步驟一，用摩爾比為1∶0.3的丁醇和十二醇的混合醇作致孔劑，過氧化苯甲酰作引發(fā)劑，明膠和少量銨鹽作分散劑，使苯乙烯和二乙烯苯交聯(lián)共聚，得到苯乙烯-二乙烯苯的共聚物；致孔劑為苯乙烯和二乙烯苯體積之和的1-1.2倍，二乙烯苯與苯乙烯的摩爾比為4-8∶100；步驟二，在氯化鋅的催化作用下，用氯甲醚對白球進(jìn)行氯甲基化，得到氯甲基化共聚物；步驟三，用二甲胺溶液對氯球進(jìn)行氨化，得到大孔弱堿性陰離子交換樹脂。本發(fā)明提高了白球的中孔比例，提高了離子交換樹脂吸附速度，并保證了白球具有一定數(shù)量的小孔比例，保證了離子交換樹脂的交換容量。
文檔編號B01J41/14GK102463155SQ20101054908
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者劉超, 周根茂, 封宇, 李偉才, 鄧舜勤 申請人:核工業(yè)北京化工冶金研究院