[发明专利]一种磁化亲水改性聚苯乙烯多孔吸附树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能树脂领域，特别是涉及一种磁化亲水改性聚苯乙烯多孔吸附树脂的制备方法。

背景技术

随着各种工厂、火力发电厂、焚烧场、垃圾处理场以及冶炼企业等的迅猛发展，产生了大量的含金属离子的废水，如果直接排放到水体中，会对环境产生严重的污染，对自然界的生态平衡及人类的身体健康都造成极大的危害。对金属离子的去除方法有沉淀法、离子交换法、膜分离法和吸附法等,其中吸附法具有操作简单,快捷有效等特点,是最常用和最有前景的水处理技术。

聚苯乙烯系列多孔树脂是废水吸附处理的常用材料，但其亲水性较差，且对重金属离子中的铅吸附性能不足，难以有效去除水体中的铅离子，实现水体真正的净化。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种磁化亲水改性聚苯乙烯多孔吸附树脂的制备方法，能够解决现有聚苯乙烯系列多孔树脂在处理重金属废水存在的上述不足之处。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种磁化亲水改性聚苯乙烯多孔吸附树脂的制备方法，包括如下步骤：

（1）亲水改性：按摩尔份数计，取3～30份的乙二胺滴加到1～3份有机溶剂溶胀了的聚苯乙烯系多孔树脂基体中，在一定温度下搅拌使之反应；

（2）活化反应：室温条件下，向步骤（1）中亲水改性后的树脂溶液中加入一定量活化剂，混合搅拌后降至0～5℃，并滴加一定量缚酸剂水溶液，恒温搅拌30～40min，调整pH值，继续恒温搅拌反应60～90min，过滤、洗涤、真空干燥，得到活化后的树脂；

（3）原位聚合：将步骤（2）中得到的活化树脂加入到三氯化铁和硫酸亚铁的乙醇-水溶液中，经溶胀后在碱性条件下反应至溶液变为黑色，然后升温反应一段时间，反应结束后冷却至室温,将产物过滤、洗涤、真空干燥后得到所述磁化亲水改性聚苯乙烯多孔吸附树脂。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，所述反应条件为：温度80～100℃，时间3～5h。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2）中，所述活化剂为三聚氯氰，其加入量为5～15摩尔份数；所述缚酸剂水溶液为摩尔浓度为0.3～0.5mol/L的碳酸钠溶液，其加入量为含1～3摩尔份数的碳酸钠，其加入速率为3～5滴/s。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2）中，所述pH值的调节方法为：先调节pH值为4.5～5，然后以0.5/min的速率增大到9.5。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，所述三氯化铁溶液的摩尔浓度为0.5～0.8mol/L，其加入量为含10～20摩尔份数的三氯化铁；所述硫酸亚铁溶液的摩尔浓度为0.3～0.5mol/L，其加入量为含20～30摩尔份数的硫酸亚铁。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，所述反应条件为：温度70～90℃，时间1～3h。

本发明的有益效果是：本发明一种磁化亲水改性聚苯乙烯多孔吸附树脂的制备方法，操作简便，容易实现；其在科学的配方设计的基础上，通过合理的工艺设计，先后对聚苯乙烯系多孔树脂进行亲水改性和磁化改性，一方面提高了改性树脂在废水中的溶解度，为过滤吸附提供前提条件；另一方面，通过表面聚合在树脂表面形成具有磁性性能的螯合基团，提高其对重金属离子的吸附过滤作用，尤其是铅离子具有较佳的吸附性能；所制备的改性树脂在重金属污染废水领域具有巨大的应用前景。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明实施例包括：

实施例1

一种磁化亲水改性聚苯乙烯多孔吸附树脂的制备方法，包括如下步骤：

（1）亲水改性：在通风橱内，取1份（按摩尔份数计，下同）的氯甲基聚苯乙烯基树脂放入烧瓶中，再向烧瓶中加入为氯甲基聚苯乙烯基树脂30份体积的四氢呋喃，盖上玻璃盖，使氯甲基聚苯乙烯基树脂充分溶胀6～12h；然后取3份的乙二胺滴加上述溶胀了的氯甲基聚苯乙烯基树脂基体中，在80℃下搅拌反应5h，实现对氯甲基聚苯乙烯基树脂的亲水改性；