[发明专利]一种用于去除水中有机物的磁性强碱性离子交换树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁性强碱性离子交换树脂的制备方法，特别是一种用于去除水中有机物的磁性强碱性离子交换树脂制备方法。 

背景技术

近年来，水源水中有机物含量逐渐提高，其成分也越来越复杂。水源水中有机物污染会导致水质变差，而且水源水中有机物更是消毒副产物的前体物，对人体健康具有一定的威胁。目前对有机物去除的方法主要包括强化混凝、活性炭吸附、生物预处理和高级氧化等。其中活性炭吸附应用较为广泛，但其造价较高而且现有技术难以实现令人满意的再生，从而一定程度上限制其发展。 

而近年来，澳大利亚联邦科学与工业研究院、南澳水务局和Orica公司联合开发的MIEX ，是一种丙烯酸系季铵型的离子交换树脂。氯离子作为其交换基团可与水中带有负电性的基团进行交换。MIEX 粒子是一般离子交换树脂粒径的1/5-1/2(150～180μm)，因此有更大的比表面积，使得污染物质不需要依赖粒子内部孔道扩散就可与离子交换部位接触然后被去除。同时该粒子内部含铁氧化物具有磁性，磁性可加速MIEX 的沉降分离，提高处理效率。凭借上述特性，MIEX 技术为我国水源水中有机物去除提供了一条新的途径，但其在我国水源水中的应用研究结果表明其存在着应用成本较高、针对性不强等问题。因此结合国内水源水质特征，研发新型磁性强碱性离子交换树脂具有重要的意义。 

目前合成的磁性高分子微球，常以Fe₃O₄、γ-Fe₂O₃等磁性材料为核，而Fe₃O₄又因其化学性质稳定、原料易得等特性，得到了广泛的应用。但常用的Fe₃O₄多为纳米级别，其成本较高。此外合成磁性高分子微球常用的悬浮聚合法使用聚苯乙烯系阴离子交换树脂，其交换容量低、亲水性低、易被有机污染，且以聚苯乙烯系阴离子交换树脂制备磁性树脂微球工艺复杂、操作繁琐。 

发明内容

所要解决的技术问题：为了解决传统制备磁性强碱性阴离子交换树脂成本高、工艺复杂 的缺陷，本发明提供一种以大粒径的Fe₃O₄改性后的粒子为核制备磁性强碱性阴离子交换树脂的方法。 

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案制备磁性强碱性阴离子交换树脂： 

(1)Fe₃O₄粒子的表面改性：将Fe₃O₄粉末加入至油酸质量分数为2-4％乙醇溶液中，其中油酸-乙醇溶液与Fe₃O₄粉末质量比为(2-3)∶1，45-55℃恒温以1800r/min搅拌3-6h，过滤，40℃恒温烘干；将油酸改性后的Fe₃O₄粉末，加入聚乙二醇质量分数为50％的水溶液中，其中聚乙二醇-水溶液与Fe₃O₄粉末质量比为(2-3)∶1，超声分散1h，生成Fe₃O₄-聚乙二醇悬浮液； 

(2)磁性树脂微球的制备：将Fe₃O₄-聚乙二醇悬浮液与体积比为2∶3的乙醇-水混合溶液混合，65℃恒温以1800r/min转速搅拌10-15min；再加入质量分数为0.1％的甲基纤维素水溶液，质量分数为5％的NaCl-水溶液，甲基丙烯酸缩水甘油酯，交联剂二乙烯苯，环己酮、液体石蜡、甲苯的质量比为3∶(5-6)∶(11-17)的混合致孔剂，引发剂偶氮二异丁氰；其中Fe₃O₄粉末、二乙烯苯、混合致孔剂、偶氮二异丁氰、甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为(0.3-0.7)∶(0.41-0.49)∶(0.50-0.80)∶(0.05-0.11)∶1，甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙醇水混合溶液、甲基纤维素水溶液、NaCl水溶液的体积比为1∶2∶0.5∶0.5；升温至75℃，恒温以1800r/min转速搅拌1.5h，再升温至80℃，恒温以1800r/min转速搅拌0.5h后冷却至室温；用40-50℃的去离子水洗去磁性树脂微球表面的致孔剂，再将洗后的磁性树脂微球放入索式提取器中用甲醇抽提10-12h；抽提后的磁性树脂微球40℃干燥，过筛，得100-200μm粒径范围的磁性树脂微球；