[发明专利]一种孔径集中且微孔比表面积大的吸附树脂及其制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附树脂及其合成方法，具体的说，是一种孔径集中且微孔比表面积大的超高交联吸附树脂及其制法。

背景技术

吸附树脂的特点是多孔性，其孔径、孔分布、孔体积、孔的表面积及树脂骨架结构，表面化学结构等是影响其性能的关键因素。一般的吸附分离过程，通过调节树脂骨架的极性、引入特殊的功能集团使其发生氢键作用、静电作用、偶极作用等均可显著提高树脂的吸附选择性。而有机化工废水成分复杂，有些是原料、中间体及产品共存，这些物质常常是化学性质基本相似，很难通过树脂化学性质的差异来吸附分离，但这些物质从原料到产品，分子尺寸常常相差较大，可通过不同孔结构的树脂来进行吸附分离，文献检索发现，国内外应用于废水治理的吸附剂，例如活性炭，活性炭纤维，大孔吸附树脂，以及现有的超高交联树脂，孔径分布不均，很难实现分子尺寸相近物质的选择性吸附分离。

超高交联树脂是一类具有良好的吸附分离功能的树脂，其应用非常广泛。但是其生产过程要用到大量的有机原料和溶剂，例如聚合反应使用甲苯、液蜡、溶剂油、石油醚、环己醇、线性低聚物等致孔剂，致孔后还要用乙醇、丙酮等溶剂进行抽提，工艺复杂并产生大量有毒难降解的有机废弃物。文献检索表明，国内外对此类树脂研究主要集中于改变致孔剂的种类和比例，配合调节交联度以优化树脂的孔道性能以及形态，满足特殊的需要。低耗能且清洁的致孔剂未见报道。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有的超高交联吸附树脂孔径分布不均的问题，本发明提供了一种孔径分布集中且微孔比表面积大的吸附树脂及其制法，合成了窄分布微孔树脂。对苯系有机物有较好的吸附选择性。

2.技术方案

本发明的技术方案如下：

一种孔径集中且微孔比表面积大的吸附树脂，其孔径集中分布于1.5-2.5nm区域。

上述的一种孔径集中且微孔比表面积大的吸附树脂，具有单峰分布特征。微孔比例大于60％。

一种孔径集中且微孔比表面积大的吸附树脂制备方法步骤为：

(一)窄分布微孔低交联聚苯乙烯树脂的合成

(A)将

苯乙烯               40-95(质量百分数下同)

二乙烯苯             2-10

乙二醇甲醚类物质     3-50

充分混合得到油相A

另加引发剂           0.5-2；

(B)将分散剂I(0.05-5％w/w，下同)、硫酸镁(1-10％)、碳酸钠(0.05-1％)和氯化钠(5-40％)配成水溶液得到水相B，分散剂I是羟乙基纤维素、明胶或者聚乙烯醇1788；

(C)将配好的含有引发剂的油相A在搅拌下加到其重量1～6倍的水相B中，加入水相B质量百分比0.05-1％的稳定剂C，将油相A搅拌分散为油珠，加入水相B质量百分比0.1-1％的分散剂II，升温反应，稳定剂C为1-30％(w/w)的次甲基蓝水溶液，分散剂II是5-20％(w/w)的木质素磺酸钠水溶液。

(D)反应完成后，单体聚合成球。过滤，依次分别用盐酸(0.5～20％w/w)、热水、冷水洗涤数遍。干燥得低交联聚苯乙烯树脂(简称白球)。

(二)在路易斯酸催化剂催化下，窄分布微孔低交联聚苯乙烯树脂的氯甲基化：

(E)将白球用其重量1-10倍的氯甲醚在20～30℃下溶胀2-5小时，加入路易斯酸催化剂F，升温至30-50℃搅拌反应6-24小时得到氯甲基化交联聚苯乙烯树脂(简称氯球)，路易斯催化剂为：无水氯化锌、无水三氯化铁或无水氯化铝。

(三)在路易斯酸催化剂催化下，氯甲基化低交联聚合物树脂的后交联反应：

(F)将氯球用0.5-10倍于其重量的惰性溶剂G在20～30℃下溶胀2-5小时，惰性溶剂G组分为硝基苯或二氯乙烷或两者任意比例的混合物。取氯球质量百分比5-50％的路易斯酸催化剂F，均分为3-5份，每隔1/4-1小时加入一份。1-5小时后升温至70-95℃，反应6-12小时，再升温至100-120℃反应4-10小时后，过滤得到粗品。

按照以上步骤得到树脂粗品，利用丙酮、乙醇、工业酒精、低沸点溶剂油抽提。优选乙醇或丙酮抽提4-8小时即可得到聚苯乙烯骨架窄分布微孔吸附树脂。

3.有益效果