[发明专利]一种大孔型砷吸附树脂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种树脂，尤其涉及一种大孔型砷吸附树脂及其制备方法和应用。

背景技术

吸附树脂，是一种以吸附为特点、具有多孔立体结构的树脂吸附剂。它是最近几年在高分子领域里新发展起来的一种多孔性树脂，广泛用于废水处理、药剂分离和提纯，用作化学反应催化剂的载体、气体色谱分析及凝胶渗透色谱分子量分级柱的填料。其特点是容易再生，可以反复使用。

目前来看，将吸附树脂应用于除砷中，是可行的。其中，CN103232091A公开了一种大孔树脂去除水体中砷的方法，包括下述步骤：大孔树脂预处理、含锆化合物的溶液进行共沉淀法负载处理，用负载后的大孔树脂，对三价砷或五价砷含量为10-5000μg/L的水体进行吸附处理，可将总砷含量降至10μg/L以下，可以用氢氧化钠进行树脂再生，树脂的再生率达95％以上，该方法除砷效率高，工艺操作简单，易于产业化；CN102633930A公开了一种除砷树脂的合成制备方法，包括按质量比将二乙烯苯、丙烯腈、异戊醇混合搅拌均匀得有机相；以硫酸铈溶于去离子水，配置一定浓度的水溶液，加入一定质量比的聚乙烯醇，搅拌均匀得溶液；将尿素溶于去离子水，配置成尿素饱和溶液，按体积比加入溶液中，搅拌均匀得水相；将有机相按质量比加入水相中，搅拌至油滴直径分布在一定范围内，加入氧化苯甲酰，升温、恒温反应、恒温固化数小时，过滤后得固体颗粒；将颗粒置于氢氧化钠溶液浸泡几小时后，装入树脂柱，用氢氧化钠+次氯酸钠混合液淋洗至流出液澄清透明，过滤即为产品；该产品对水溶液中的砷选择性高，吸附容量大，易于再生，可将砷浓缩集中于再生液中进行工业再利用，不受二次污染。

事实上，在实际制备和应用过程中，本领域技术人员发现，制备方法复杂以及应用效果不佳的现象仍然存在，因此，一种制备方法简单，除砷效果好的树脂，仍然是本领域迫切需要的。

发明内容

基于上述的背景，本发明提供了一种大孔型砷吸附树脂及其制备方法和应用。经过改进的制备方法，使得所述大孔型砷吸附树脂在应用于除砷中尤其适用，更重要的是，该制备方法简单易行，操作方便，并可以沿用现有技术中的设备及加料方法，适合于推广和应用。

本发明的技术方案包括一种大孔型砷吸附树脂的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1：以聚乙烯醇和氯化钠的水溶液作为水相，并加入次甲基蓝溶液作为水相阻聚剂，以溶有BPO的苯乙烯和二乙烯基苯混合液以及致孔剂作为油相，通过悬浮聚合法得到大孔交联聚苯乙烯，回收致孔剂，烘干得到白球；

步骤2：先将所述白球用氯甲基化溶剂膨胀，然后加入催化剂进行氯甲基化反应，洗涤干燥后得到氯球；

步骤3：在所述氯球中加入胺化试剂进行胺化，然后进行清洗并用盐酸处理得到胺化氯型球；

步骤4：所述胺化氯型球经过盐酸氯化铁溶液的浸泡，并通过液碱处理，水洗得到所述大孔型砷吸附树脂。

优选地，所述大孔交联聚苯乙烯的骨架交联度为5％-20％。

优选地，所述致孔剂选自包括甲苯、C9-C18的直连烷烃、异丁醇、异戊醇的苯乙烯的良溶剂或苯乙烯的非良溶剂中的任意一种或几种；其使用量为苯乙烯和二乙烯基苯的总质量的20％-60％，优选为40％-60％。

优选地，所述回收致孔剂的方法包括萃取、蒸汽喷淋、减压蒸馏中的任意一种或几种的组合。

优选地，所述氯甲基化溶剂为氯甲醚和/或氯磺酸。

优选地，所述胺化试剂为三甲胺和/或二甲基乙醇胺。

在本发明的一个实施例中，所述步骤1中，所述水相和油相在搅拌条件下混合，升温至70-80℃(优选为75℃)，保温4-5小时(优选为4小时)，然后升温至90-100℃(优选为95℃)，保温5-7小时(优选为6小时)，回收致孔剂，并对所述大孔交联聚苯乙烯依次用热水和冷水洗涤并烘干。

在本发明的另外一个实施例中，所述步骤2中，先将所述白球用氯甲基化溶剂膨胀2-3小时(优选为2小时)，然后加入催化剂，升温至45-55℃(优选为48℃)，保温10-15小时(优选为12小时)，洗涤干燥。

优选地，所述催化剂为氯化锌和/或氯化铁。

在本发明的一个实施例中，所述步骤3中，在所述氯球中加入胺化试剂，在35-45℃(优选为38℃)条件下搅拌5-8小时(优选为6小时)，然后进行清洗，并用盐酸处理得到胺化氯型球。