[发明专利]一种交联剂修饰XAD-4树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种交联剂修饰XAD-4树脂及其制备方法，属于高分子吸附材料领域。

背景技术

XAD-4树脂被认为是第二代吸附树脂的典型代表，由罗门哈斯公司研发生产。它具有较高的比表面积、较大的孔容和较好的机械强度等结构特征，这些优异的结构特征赋予其对非极性和弱极性物质（苯、苯酚等）良好的吸附能力，因此目前XAD-4树脂在非极性和弱极性芳香性化合物、表面活性剂、药物、酚类和杀虫剂的治理与资源化方面有重要应用价值。

但是，一方面由于XAD-4树脂的骨架是强疏水性的聚苯乙烯，其强疏水性一方面使得其在使用前需用极性试剂（如：甲醇）预处理，增加了操作的复杂性；另一方面由于XAD-4树脂是大孔树脂，孔径分布较宽（用BJH方法测试，得出其孔径分布2~15nm；用DFT方法测试，得出其孔径分布2~30nm），因此其对小分子化合物（如：苯酚）的吸附量并不大。为提高XAD-4树脂对小分子化合物的吸附能力，提高XAD-4树脂的亲水性，改善XAD-4树脂的孔结构，并由此开发出一类具有一定极性和合适孔结构的新型吸附树脂显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种比表面积大、孔径分布窄、平均孔径小、能明显提升对非极性和弱极性化合物的吸附能力的交联剂修饰XAD-4树脂。

本发明的另一个目的在于提供一种操作简单的交联剂修饰XAD-4树脂的制备方法。

本发明提供了一种交联剂修饰XAD-4树脂，所述的修饰XAD-4树脂是通过交联剂与XAD-4树脂发生Friedel-Crafts反应制得的含丰富微孔的介孔树脂；所述的介孔树脂孔径分布1~9.5nm，平均孔径2.58~4nm，比表面积721~1284m²/g，孔容0.67~1.1cm³/g。

上述发明中交联剂用量为树脂物质的量的50~100%。

所述交联剂包括：对二苄氯、对二氯甲基联苯、对二氯甲基-1,4-二苯基丁烷或乙烯基苄氯。

本发明还提供了一种如上所述修饰XAD-4树脂的制备方法，具体是交联剂与XAD-4树脂发生Friedel-Crafts反应制备修饰XAD-4树脂；所述交联剂用量为XAD-4树脂物质的量的50~100%。

上述发明方法是将交联剂溶于有机溶剂后加入到XAD-4树脂中得到混合液；将所得到的混合液中的XAD-4树脂在0~5℃下溶胀后加入催化剂反应1~3h；再在45~70℃反应6~10h，在75~85℃下继续反应3~5h后，即得。

上述发明方法中所述的溶胀，时间为12~24h。

上述发明方法中所述的催化剂包括：四氯化锡、三氯化铁或三氯化铝。

上述发明方法中催化剂用量为交联剂物质的量的100~300%。

上述发明方法中将交联剂溶解的溶剂包括：1,2-二氯乙烷或硝基苯中一种或两种的混合溶剂，所述溶剂用量为10g XAD-4树脂/50~80mL。

上述发明方法中所述的交联剂包括：对二苄氯（DCX）、对二氯甲基联苯（BCMBP）、对二氯甲基-1,4-二苯基丁烷（DPB）或乙烯基苄氯（VBC）。

上述发明方法制得的修饰XAD-4树脂孔径分布1~9.5nm，平均孔径2.58~4nm，比表面积721~1284m²/g，孔容0.67~1.1cm³/g。

本发明的修饰XAD-4树脂的具体制备方法：

将交联剂在溶剂中溶解，加入到XAD-4树脂中，获得混合液，将获得的混合液置于冰水浴中溶胀12~24h后；加入催化剂在冰水浴中继续反应1~3h。升温至45~70℃反应6~10h，再升温至75~85℃继续反应3~5h后；倾出反应母液，用质量百分数为0.5~1.5%的盐酸水溶液和无水乙醇交替洗涤2~5遍后，用无水乙醇抽提树脂8~12h，得到修饰XAD-4树脂。