專利名稱：一種孔徑均勻的高比表面中孔吸附樹脂及制備方法和應(yīng)用的制作方法
—種孔徑均勻的高比表面中孔吸附樹脂及制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子吸附樹脂的合成方法和應(yīng)用，特別是一種孔徑均勻的高比表面中孔吸附樹脂及制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
吸附分離技術(shù)在科學(xué)發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)中起著非常重要的作用，多年來人們對吸附劑一直進行著廣泛深入的研究，隨著高分子工業(yè)的飛速發(fā)展和人們對高分子化工產(chǎn)品的需求日益擴大，高分子吸附劑以其性能好、價格低的優(yōu)點在廢水處理、醫(yī)藥工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、分析化學(xué)、臨床檢定和治療等不同領(lǐng)域顯示出了不可替代的作用。其中大孔吸附樹脂以其物理化學(xué)穩(wěn)定性高、選擇性好、吸附速度快、解吸條件溫和、再生處理方便、使用周期長、宜于構(gòu)成閉路循環(huán)、生產(chǎn)成本低等諸多優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于大孔吸附樹脂在其合成過程中受到成孔機理的制約，產(chǎn)物交聯(lián)鍵與孔結(jié)構(gòu)分布不均，其比表面積最高只能達到 800m2/g (O. Okay, Prog. Polym. Sci. 25 (2000) 711),和活性炭等無機吸附劑相比還有一定的差距，其相應(yīng)的吸附容量也不高，這些特點限制了大孔樹脂的應(yīng)用。上個世紀七十年代，Davankov等人合成了一種超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹脂，這類吸附樹脂是通過Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)，以氯甲醚為烷基化反應(yīng)試劑，在低溫條件下降線型聚苯乙烯或低交聯(lián)的聚苯乙烯骨架上引入氯甲基，在高溫條件下，使氯甲基與苯環(huán)發(fā)生二次交聯(lián)而制得的(V. A. Davankov, S. V Rogozhin, M. P. Tsyurupa, Pat. USSR299165(1969)，Pat. USA3729457)。通過這種方法制備的吸附樹脂不僅具有很高的比表面積，而且吸附容量較大，在聚苯乙烯的良溶劑和非良溶劑中都能表現(xiàn)出良好的溶脹性能。但這種方法合成步驟繁瑣，更重要的是在合成過程中使用強致癌、低沸點的氯甲醚，而且此類樹脂的二次交聯(lián)過程是以亞甲基為交聯(lián)橋，因此合成的樹脂孔徑普遍偏小，即主要是由小于2nm的微孔組成的。近年來，為了避免在合成過程中使用氯甲醚，Andoet等人利用聚苯乙烯骨架上的懸掛雙鍵，在付氏催化劑存在下，同樣發(fā)生Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)，制備出了高比表面積的超高交聯(lián)吸附樹脂，但是，受到交聯(lián)橋尺寸的限制，這種吸附樹脂大部分孔的孔徑同樣集中分布在微孔部分(C. C. Zhou, J. Yan, Z. N. Cao, J. Appl. Polym. Sci. 83(2002) 1668)。吸附樹脂的特點是多孔性，其孔徑、孔分布、孔體積和孔的比表面積等是影響其吸附性能的關(guān)鍵性因素。當樹脂的孔徑集中分布在微孔部分時，一方面較大的分子不能夠進入孔道，樹脂只能吸附較小分子的吸附質(zhì)，限制了樹脂應(yīng)用范圍。另一方面，小孔徑不利于吸附質(zhì)在樹脂孔道中的擴散，這勢必會延長樹脂吸附的時間，增加分離的成本。染料廢水主要包括染料生產(chǎn)廢水和印染工業(yè)廢水。目前，染料主要是以芳烴和雜環(huán)化合物為母體，并帶有顯色基團和極性基團，結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，性能也越來越穩(wěn)定，這給印染廢水的處理帶來了更大困難。隨著結(jié)構(gòu)改良的離子交換樹脂、吸附樹脂和復(fù)合功能樹脂的成功研制，樹脂吸附法被廣泛應(yīng)用于化工廢水的治理與資源化，但是在染料廢水處理方面的研究和應(yīng)用相對不是很多，這是因為染料分子一般尺寸較大，用傳統(tǒng)的大孔樹脂有很好的吸附動力學(xué)性質(zhì)，但吸附容量較低，而目前商品化的后交聯(lián)樹脂雖然比表面積較大，但其微孔分布一方面較大的染料分子不能擴散進入，另一方面，即使進入樹脂孔中也會有較大的傳質(zhì)阻力，擴散速度較慢，而染料廢水處理過程，一般處理量較大，擴散動力學(xué)性質(zhì)常常成為制約處理成本的關(guān)鍵因素。為此，我們期望改變樹脂的孔結(jié)構(gòu)，合成高比表面的、孔徑均勻的、平均孔徑處于中孔分布的高容量吸附樹脂，將其用于較大的染料分子的吸附，使樹脂兼具了高容量和良好的吸附動力學(xué)性質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對上述存在問題，提供一種孔徑均勻的高比表面中孔吸附樹脂及制備方法和應(yīng)用，該吸附樹脂具有高比表面積同時孔徑集中分布在中孔區(qū)域，應(yīng)用于較大染料分子的吸附，兼具高容量和良好的吸附動力學(xué)性質(zhì)，制備方法工藝簡單、成本較低， 在染料廢水的處理中具有廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明的技術(shù)方案—種孔徑均勻的高比表面中孔吸附樹脂，為棕黃色的球形結(jié)構(gòu)，樹脂含水率為 60-75%，粒徑分布為O. 3-1. Omm,其BET比表面積為1000_1300m2/g，其孔徑集中分布在 10-30nm區(qū)域，平均孔徑為5_10nm。一種所述孔徑均勻的高比表面中孔吸附樹脂的制備方法，步驟如下I)在常溫下，將聚乙烯醇溶解于水中，配成聚合反應(yīng)的水相，并使水相中聚乙烯醇的質(zhì)量百分比濃度為O. 5-2% ；2)將苯乙烯和交聯(lián)劑二乙烯苯混合組成聚合反應(yīng)的總單體相，其中二乙烯苯的質(zhì)量百分比為總單體相50-80% ；3)將甲基環(huán)己烷或正庚烷與1，2_ 二氯乙烷或甲苯混合作為致孔劑，致孔劑中甲基環(huán)己烷或正庚烷的質(zhì)量百分比為致孔劑總量的20-50% ；4)以過氧化苯甲酰為引發(fā)劑，將總單體相、致孔劑和引發(fā)劑混合均勻后配成反應(yīng)的油相，總單體相、致孔劑與引發(fā)劑的質(zhì)量比為100 200-400 1-3 ；5)在溫度為30_50°C和攪拌條件下將水相加入油相，水相和油相的體積比為 2-4 1，當油相在水相中分散成O. 3-1. Omm油滴后，升溫至60-80°C，反應(yīng)3-6小時，然后靜置至室溫，經(jīng)過濾、洗滌、干燥處理后得到聚苯乙烯樹脂，作為樹脂后交聯(lián)的母體樹脂，簡稱白球；6)將上述白球用致孔劑充分溶脹，白球與致孔劑的質(zhì)量比為I : 15-25，加入對二氯二甲基苯(XDC)，其質(zhì)量為白球質(zhì)量的25-75%，再加入三氯化鐵，其質(zhì)量為白球質(zhì)量的 10-30%，在常溫下攪拌1-3個小時后，升溫至50-80°C反應(yīng)6_12小時，然后靜置至室溫，濾出樹脂，依次用乙醇和去離子水清洗樹脂，然后在真空干燥箱中干燥6-8小時，即可制得高比表面積中孔吸附樹脂。一種所述孔徑均勻的高比表面中孔吸附樹脂的應(yīng)用，用于O. 5-2nm的較大染料分子的吸附，選擇堿性品紅作為模型化合物，檢測吸附容量和吸附平衡時間，步驟如下I)將市售堿性品紅用去離子水溶解配制成濃度為100_300mg/L的水溶液；2)將制得的高比表面中孔吸附樹脂在去離子水中浸泡8-12小時，抽去游離水，得到含水的濕樹脂，稱取2-4g并精確到O. OOOlg上述濕樹脂置于稱量瓶中，在干燥箱中105°C 下烘干至恒重，稱量烘干前后樹脂的質(zhì)量，計算其含水率；同時準確稱取O. 1-0. 3g并精確到O. OOOlg濕樹脂于IOOml帶塞錐形瓶中，加入25ml上述堿性品紅水溶液，將錐形瓶置于水浴恒溫振蕩器中，在25°C下振蕩，定時取樣測定，至溶液濃度恒定，表示吸附達到平衡，記錄平衡時間，計算平衡吸附量，溶液濃度采用紫外分光光度計進行測定。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果該吸附樹脂具有高比表面積同時孔徑集中分布在中孔區(qū)域，樹脂孔分布均勻且具有單高峰特征，對較大的染料分子堿性品紅的吸附量顯著高于商業(yè)化大孔吸附樹脂AB-8(比表面積為527m2/g，平均孔徑24. Inm)，同時吸附平衡時間與AB-8相當；作為對照，商品化的微孔高比表面樹脂H103(比表面積為1083m2/g，平均孔徑1.98nm)對堿性品紅的吸附量極低，這主要是由于H103樹脂的孔徑較小，堿性品紅難以擴散進入樹脂孔中，雖然H103具有極高的比表面積，吸附容量甚至遠遠低于普通大孔樹脂 AB-8。與AB-8和H103相比，本發(fā)明所合成的樹脂兼具了高的吸附容量和優(yōu)良的吸附動力學(xué)性質(zhì)，吸附平衡時間較短。此類樹脂制備方法工藝簡單，成本較低，在染料廢水的處理中具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實施方式實施例I :一種孔徑均勻的高比表面中孔吸附樹脂的制備方法，步驟如下I)將5. 4g聚乙烯醇溶解于540ml去離子水中，作為聚合反應(yīng)的水相；2)將9g苯乙烯和36g 二乙烯苯混合組成聚合反應(yīng)的單體相；3)將45g正庚烷與90gl，2- 二氯乙烷混合作為聚合反應(yīng)的致孔劑；4)以I. Og過氧化苯甲酰為引發(fā)劑，將單體相、致孔劑和引發(fā)劑混合均勻后配成反應(yīng)的油相；5)將水相和油相加入到IOOOml三口瓶中，于水浴中加熱至40°C后開動攪拌，使油相在水相中分散成O. 3-1. Omm油滴，升溫至80°C，反應(yīng)5小時，停止反應(yīng)后靜置至室溫，經(jīng)過濾、洗滌、干燥處理得到聚苯乙烯樹脂，作為樹脂后交聯(lián)的母體樹脂，簡稱白球；6)取上述白球30g用200g正庚烷和400gl，2_ 二氯乙烷的混合溶劑作為溶脹劑充分溶脹后，加入對二氯二甲基苯(XDC) 15g，再加入三氯化鐵3g，在常溫下攪拌2個小時后， 升溫至80°C反應(yīng)8小時，停止反應(yīng)后靜置至室溫，濾出樹脂，依次用乙醇和去離子水清洗樹脂，然后在真空干燥箱中干燥8小時，即可制得高比表面積中孔吸附樹脂。該吸附樹脂的外觀特征和結(jié)構(gòu)參數(shù)為樹脂為棕黃色的球形顆粒，粒徑 O. 4-0. 8mm,總比表面積為1187m2/g,孔徑在中孔部分孔的比表面積為915m2/g,平均孔徑為
8.75nm，孔容為 2. 2 IcmVgo該吸附樹脂對染料分子堿性品紅的吸附將樹脂在水中充分溶脹后，抽干水分，取I. 9192g濕樹脂于干燥箱中在105°C下烘干，稱量烘干前后樹脂的質(zhì)量，測得其含水率為73. 7% ;取O. 2102g濕樹脂于IOOml錐形瓶中，加入25ml堿性品紅溶液，將錐形瓶置于水浴恒溫振蕩器中，在25°C下振蕩，定時取樣測定，至溶液濃度恒定，達到吸附平衡時間的為120min，平衡吸附量為158. lmg/g干樹脂，作為對照，采用商品化大孔吸附樹脂AB-8和微孔高比表面H103樹脂在相同的吸附條件下進行吸附實驗，AB-8樹脂的吸附平衡時間為140min，平衡吸附量為103. lmg/g干樹脂；H103 的平衡吸附量僅為5. 5mg/g干樹脂。本發(fā)明的樹脂兼具了高的吸附容量和良好的吸附動力學(xué)性質(zhì)。實施例2 一種孔徑均勻的高比表面中孔吸附樹脂的制備方法，通過以下步驟實現(xiàn)I)將5. 4g聚乙烯醇溶解于540ml去離子水中，作為聚合反應(yīng)的水相；2)將9g苯乙烯和36g 二乙烯苯混合組成聚合反應(yīng)的單體相；3)將45g正庚烷與90g甲苯混合作為聚合反應(yīng)的致孔劑；4)以I. Og過氧化苯甲酰為引發(fā)劑，將單體相、致孔劑和引發(fā)劑混合均勻后配成反應(yīng)的油相；5)將水相和油相加入到IOOOml三口瓶中，于水浴中加熱至40°C后開動攪拌，使油相在水相中分散成O. 3-1. Omm油滴，升溫至80°C，反應(yīng)5小時，停止反應(yīng)后靜置至室溫，經(jīng)過濾、洗滌、干燥處理得到聚苯乙烯樹脂，作為樹脂后交聯(lián)的母體樹脂，簡稱白球；6)取上述白球30g用200g正庚烷和400g甲苯的混合溶劑作為溶脹劑充分溶脹后，加入對二氯二甲基苯(XDC) 30g,再加入三氯化鐵3g，在常溫下攪拌2個小時后，升溫至 80°C反應(yīng)8小時，停止反應(yīng)后靜置至室溫，濾出樹脂，依次用乙醇和去離子水清洗樹脂，然后在真空干燥箱中干燥8小時，即可制得高比表面積中孔吸附樹脂。該吸附樹脂的外觀特征和結(jié)構(gòu)參數(shù)為樹脂為棕黃色的球形顆粒，粒徑 O. 4-0. 8mm,總比表面積為1158m2/g,孔徑在中孔部分孔的比表面積為1003m2/g,平均孔徑為 9. 6nm,孔容為 2. 35cm3/g。該吸附樹脂對染料分子堿性品紅的吸附將樹脂在水中充分溶脹后，抽干水分，取2. 1148g濕樹脂于干燥箱中在105°C下烘干，稱量烘干前后樹脂的質(zhì)量，測得其含水率為72. 1% ;取O. 2098g濕樹脂于IOOml錐形瓶中，加入25ml堿性品紅溶液，將錐形瓶置于水浴恒溫振蕩器中，在25°C下振蕩，定時取樣測定，至溶液濃度恒定，達到吸附平衡的時間為120min，平衡吸附量為169. 4mg/g干樹脂，作為對照，采用商品化大孔吸附樹脂AB-8和微孔高比表面H103樹脂在相同的吸附條件下進行吸附實驗，AB-8樹脂的吸附平衡時間為140min，平衡吸附量為103. lmg/g干樹脂；H103 的平衡吸附量僅為5. 5mg/g干樹脂。本發(fā)明的樹脂兼具了高的吸附容量和良好的吸附動力學(xué)性質(zhì)。實施例3:一種孔徑均勻的高比表面中孔吸附樹脂的制備方法，通過以下步驟實現(xiàn)I)將5. 4g聚乙烯醇溶解于540ml去離子水中，作為聚合反應(yīng)的水相；2)將22. 5g苯乙烯和22. 5g 二乙烯苯混合組成聚合反應(yīng)的單體相；3)將45g甲基環(huán)己烷與90gl，2- 二氯乙烷混合作為聚合反應(yīng)的致孔劑；4)以I. Og過氧化苯甲酰為引發(fā)劑，將單體相、致孔劑和引發(fā)劑混合均勻后配成反應(yīng)的油相；5)將水相和油相加入到IOOOml三口瓶中，于水浴中加熱至40°C后開動攪拌，使油相在水相中分散成O. 3-1. Omm油滴，升溫至80°C，反應(yīng)5小時，停止反應(yīng)后靜置至室溫，經(jīng)過濾、洗滌、干燥處理得到聚苯乙烯樹脂，作為樹脂后交聯(lián)的母體樹脂，簡稱白球；6)取上述白球30g用150g甲基環(huán)己烷和300gl，2_ 二氯乙烷的混合溶劑作為溶脹劑充分溶脹后，加入對二氯二甲基苯(XDC) 20g,再加入三氯化鐵4g，在常溫下攪拌2個小時后，升溫至80°C反應(yīng)8小時，停止反應(yīng)后靜置至室溫，濾出樹脂，依次用乙醇和去離子水清洗樹脂，然后在真空干燥箱中干燥8小時，即可制得高比表面積中孔吸附樹脂。該吸附樹脂的外觀特征和結(jié)構(gòu)參數(shù)為樹脂為棕黃色的球形顆粒，粒徑 O. 4-0. 8mm，總比表面積為1002m2/g，孔徑在中孔部分孔的比表面積為799m2/g，平均孔徑為
7.70nm，孔容為 I. 79cm3/g。該吸附樹脂對染料分子堿性品紅的吸附將樹脂在水中充分溶脹后，抽干水分，取2. 4332g濕樹脂于干燥箱中在105°C下烘干，稱量烘干前后樹脂的質(zhì)量，測得其含水率為72. 7% ;取O. 2017g濕樹脂置于IOOml錐形瓶中，加入25ml堿性品紅溶液，將錐形瓶置于水浴恒溫振蕩器中，在25°C下振蕩，定時取樣測定，至溶液濃度恒定，達到吸附平衡的時間為120min，平衡吸附量為143. 4mg/g干樹脂， 作為對照，采用商品化大孔吸附樹脂AB-8和微孔高比表面H103樹脂在相同的吸附條件下進行吸附實驗，AB-8樹脂的吸附平衡時間為140min，平衡吸附量為103. lmg/g干樹脂；H103 的平衡吸附量僅為5. 5mg/g干樹脂。本發(fā)明的樹脂兼具了高的吸附容量和良好的吸附動力學(xué)性質(zhì)。實施例4 一種孔徑均勻的高比表面中孔吸附樹脂的制備方法，通過以下步驟實現(xiàn)I)將5. 4g聚乙烯醇溶解于540ml去離子水中，作為聚合反應(yīng)的水相；2)將22. 5g苯乙烯和22. 5g 二乙烯苯混合組成聚合反應(yīng)的單體相；3)將45g甲基環(huán)己烷與90g甲苯混合作為聚合反應(yīng)的致孔劑；4)以I. Og過氧化苯甲酰為引發(fā)劑，將單體相、致孔劑和引發(fā)劑混合均勻后配成反應(yīng)的油相；5)將水相和油相加入到IOOOml三口瓶中，于水浴中加熱至40°C后開動攪拌，使油相在水相中分散成O. 3-1. Omm油滴，升溫至80°C，反應(yīng)5小時，停止反應(yīng)后靜置至室溫，經(jīng)過濾、洗滌、干燥處理得到聚苯乙烯樹脂，作為樹脂后交聯(lián)的母體樹脂，簡稱白球；6)取上述白球30g用150g甲基環(huán)己烷和300g甲苯的混合溶劑作為溶脹劑充分溶脹后，加入對二氯二甲基苯(XDC) 30g,再加入三氯化鐵4g，在常溫下攪拌2個小時后，升溫至80°C反應(yīng)8小時，停止反應(yīng)后靜置至室溫，濾出樹脂，依次用乙醇和去離子水清洗樹脂， 然后在真空干燥箱中干燥8小時，即可制得高比表面積中孔吸附樹脂。該吸附樹脂的外觀特征和結(jié)構(gòu)參數(shù)為樹脂為棕黃色的球形顆粒，粒徑
O.4-0. 8mm,總比表面積為1054m2/g,孔徑在中孔部分孔的比表面積為820m2/g,平均孔徑為
8.Inm,孔容為 1.91cm3/g。該吸附樹脂對染料分子堿性品紅的吸附將D4樹脂在水中充分溶脹后，抽干水分，取2. 2297g濕樹脂于干燥箱中在105 °C 下烘干，稱量烘干前后樹脂的質(zhì)量，測得其含水率為73. 1% ;取O. 2101g濕樹脂置于IOOml 錐形瓶中，加入25ml堿性品紅溶液，將錐形瓶置于水浴恒溫振蕩器中，在25°C下振蕩，定時取樣測定，至溶液濃度恒定，達到吸附平衡的時間為120min，平衡吸附量為132. 7mg/g干樹脂，作為對照，采用商品化大孔吸附樹脂AB-8和微孔高比表面H103樹脂在相同的吸附條件下進行吸附實驗，AB-8樹脂的吸附平衡時間為140min，平衡吸附量為103. lmg/g干樹脂； H103的平衡吸附量僅為5. 5mg/g干樹脂。本發(fā)明的樹脂兼具了高的吸附容量和良好的吸附動力學(xué)性質(zhì)。實施例5 一種孔徑均勻的高比表面中孔吸附樹脂的制備方法，通過以下步驟實現(xiàn)I)將5. 4g聚乙烯醇溶解于540ml去離子水中，作為聚合反應(yīng)的水相；2)將8g苯乙烯和32g 二乙烯苯混合組成聚合反應(yīng)的單體相；3)將47g正庚烷與94gl，2-二氯乙烷混合作為聚合反應(yīng)的致孔劑；4)以I. Og過氧化苯甲酰為引發(fā)劑，將單體相、致孔劑和引發(fā)劑混合均勻后配成反應(yīng)的油相；5)將水相和油相加入到IOOOml三口瓶中，于水浴中加熱至40°C后開動攪拌，使油相在水相中分散成O. 3-1. Omm油滴，升溫至80°C，反應(yīng)5小時，停止反應(yīng)后靜置至室溫，經(jīng)過濾、洗滌、干燥處理得到聚苯乙烯樹脂，作為樹脂后交聯(lián)的母體樹脂，簡稱白球；6)取上述白球30g用200g正庚烷和400gl，2_ 二氯乙烷的混合溶劑作為溶脹劑充分溶脹后，加入對二氯二甲基苯(XDC) 15g，再加入三氯化鐵3g，在常溫下攪拌2個小時后， 升溫至80°C反應(yīng)8小時，停止反應(yīng)后靜置至室溫，濾出樹脂，依次用乙醇和去離子水清洗樹脂，然后在真空干燥箱中干燥8小時，即可制得高比表面積中孔吸附樹脂。該吸附樹脂的外觀特征和結(jié)構(gòu)參數(shù)為樹脂為棕黃色的球形顆粒，粒徑
O.4-0. 8mm，總比表面積為1104m2/g，孔徑在中孔部分孔的比表面積為877m2/g，平均孔徑為
9.IOnm,孔容為 2. 31cm3/g。該吸附樹脂對染料分子堿性品紅的吸附將樹脂在水中充分溶脹后，抽干水分，取2. 3120g濕樹脂于干燥箱中在105°C下烘干，稱量烘干前后樹脂的質(zhì)量，測得其含水率為74. 5% ;取O. 2178g濕樹脂置于IOOml錐形瓶中，加入25ml堿性品紅溶液，將錐形瓶置于水浴恒溫振蕩器中，在25°C下振蕩，定時取樣測定，至溶液濃度恒定，達到吸附平衡的時間為120min，平衡吸附量為161. 2mg/g干樹脂， 作為對照，采用商品化大孔吸附樹脂AB-8和微孔高比表面H103樹脂在相同的吸附條件下進行吸附實驗，AB-8樹脂的吸附平衡時間為140min，平衡吸附量為103. lmg/g干樹脂；H103 的平衡吸附量僅為5. 5mg/g干樹脂。本發(fā)明的樹脂兼具了高的吸附容量和良好的吸附動力學(xué)性質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種孔徑均勻的高比表面中孔吸附樹脂，其特征在于為棕黃色的球形結(jié)構(gòu)，樹脂含水率為60-75%，粒徑分布為O. 3-1. 0mm，其BET比表面積為1000_1300m2/g，其孔徑集中分布在10-30nm區(qū)域，平均孔徑為5-lOnm。
2.一種如權(quán)利要求I所述孔徑均勻的高比表面中孔吸附樹脂的制備方法，其特征在于步驟如下1)在常溫下，將聚乙烯醇溶解于水中，配成聚合反應(yīng)的水相，并使水相中聚乙烯醇的質(zhì)量百分比濃度為O. 5-2% ；2)將苯乙烯和交聯(lián)劑二乙烯苯混合組成聚合反應(yīng)的總單體相，其中二乙烯苯的質(zhì)量百分比為總單體相50-80% ；3)將甲基環(huán)己烷或正庚烷與1，2_二氯乙烷或甲苯混合作為致孔劑，致孔劑中甲基環(huán)己烷或正庚烷的質(zhì)量百分比為致孔劑總量的20-50% ；4)以過氧化苯甲酰為引發(fā)劑，將總單體相、致孔劑和引發(fā)劑混合均勻后配成反應(yīng)的油相，總單體相、致孔劑與引發(fā)劑的質(zhì)量比為100 200-400 1-3 ；5)在溫度為30-50°C和攪拌條件下將水相加入油相，水相和油相的體積比為2-4 1， 當油相在水相中分散成O. 3-1. Omm油滴后，升溫至60_80°C，反應(yīng)3_6小時，然后靜置至室溫，經(jīng)過濾、洗滌、干燥處理后得到聚苯乙烯樹脂，作為樹脂后交聯(lián)的母體樹脂，簡稱白球；6)將上述白球用致孔劑充分溶脹，白球與致孔劑的質(zhì)量比為I: 15-25，加入對二氯二甲基苯(XDC)，其質(zhì)量為白球質(zhì)量的25-75%，再加入三氯化鐵，其質(zhì)量為白球質(zhì)量的 10-30%,在常溫下攪拌1-3個小時后，升溫至50-80°C反應(yīng)6_12小時，然后靜置至室溫，濾出樹脂，依次用乙醇和去離子水清洗樹脂，然后在真空干燥箱中干燥6-8小時，即可制得高比表面積中孔吸附樹脂。
3.—種如權(quán)利要求I所述孔徑均勻的高比表面中孔吸附樹脂的應(yīng)用，用于O. 5-2nm的較大染料分子的吸附，選擇堿性品紅作為模型化合物，檢測吸附容量和吸附平衡時間，其特征在于步驟如下1)將市售堿性品紅用去離子水溶解配制成濃度為100-300mg/L的水溶液；2)將制得的高比表面中孔吸附樹脂在去離子水中浸泡8-12小時，抽去游離水，得到含水的濕樹脂，稱取2-4g并精確到O. OOOlg上述濕樹脂置于稱量瓶中，在干燥箱中105°C下烘干至恒重，稱量烘干前后樹脂的質(zhì)量，計算其含水率；同時準確稱取O. 1-0. 3g并精確到 O. OOOlg濕樹脂于IOOml帶塞錐形瓶中，加入25ml上述堿性品紅水溶液，將錐形瓶置于水浴恒溫振蕩器中，在25°C下振蕩，定時取樣測定，至溶液濃度恒定，表示吸附達到平衡，記錄平衡時間，計算平衡吸附量，溶液濃度采用紫外分光光度計進行測定。
全文摘要
一種孔徑均勻的高比表面中孔吸附樹脂，為棕黃色的球形結(jié)構(gòu)，粒徑分布為0.3-1.0mm，孔徑為5-10nm；其制備方法是將聚乙烯醇溶解于水中配成水相；以過氧化苯甲酰為引發(fā)劑，與苯乙烯和交聯(lián)劑二乙烯苯混合組成的總單體相、甲基環(huán)己烷與甲苯等混合的致孔劑混合均勻后配成油相；將水相加入油相反應(yīng)制得母體樹脂；溶脹后加入對二氯二甲基苯和三氯化鐵反應(yīng)后，濾出樹脂并清洗、干燥，即可制得目標物。本發(fā)明的優(yōu)點是該吸附樹脂具有高比表面積同時孔徑集中分布在中孔區(qū)域，樹脂孔分布均勻且具有單高峰特征，對較大的染料分子吸附量高且能更快達到吸附平衡；該制備方法工藝簡單，成本較低，在染料廢水的處理中具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號B01J20/26GK102600810SQ201210080039
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者施榮富, 王昊, 王春紅, 董娟 申請人:南開大學(xué)