[发明专利]基于废弃聚苯乙烯的交联聚合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种基于废弃聚苯乙烯的交联聚合物及其制备方法与应用，包括：步骤A、按重量百分比计，将废弃聚苯乙烯1‑6%、有机溶剂80‑90%、交联剂1‑6%和催化剂2‑8%混合，在保护气氛下，室温搅拌10‑50min，然后加热至80‑90℃反应6‑24h；步骤B、在经所述步骤A反应后的溶液中，加入醇溶液终止反应，然后冷却至室温并经提纯处理，得到交联聚合物。本发明以废弃的聚苯乙烯为原料，成本低，为废弃聚苯乙烯的回收提供了有效途径；同时本发明采用了交联剂并辅以催化剂，经一步反应使得聚苯乙烯形成高度交联的三维立体网状多孔结构，可应用于固体吸附材料领域。

技术领域

本发明涉及多孔固体吸附材料领域，尤其涉及一种基于废弃聚苯乙烯的交联聚合物及其制备方法与应用。

背景技术

目前，化石能源燃烧后所产生的二氧化碳的碳捕集方法主要包括：物理吸收法、膜分离法、化学吸收法等。综合考虑二氧化碳的吸附处理工艺的技术、经济和环境等因素，在上述分离方法中，以多孔固体材料为吸收剂的物理吸收法备受关注。采用固体多孔材料作为吸附剂来捕获废气中的二氧化碳具有许多优势：(1)能耗低，固体多孔材料对二氧化碳的吸附一般采用变压吸附和变温吸附的方式，处理工艺分为捕获与分离两个过程，首先，利用高压或低温条件下材料大的二氧化碳吸附量来捕获废气中的二氧化碳，在低压或高温的条件下材料小的二氧化碳吸附量来分离材料中吸附的二氧化碳，材料不断的往复循环使用来处理大量排放的废气。这能够减少捕获过程中的能量消耗；同时，选择固体材料来捕获二氧化碳避免了再生过程中水溶剂吸收热量造成的能源消耗。(2)易操作，固体材料作为吸附剂，避免了碱性有机溶液对设备的腐蚀，操作维护过程简单。(3)固体吸附材料对二氧化碳具有相对乙醇胺更大的吸附量，这归因于材料具有较大的比表面积和孔体积，可以捕获大量的二氧化碳。

近几年来，多孔固体材料的设计与合成取得了显著的研究成果。在二氧化碳的捕获应用方面，目前主要的多孔固体吸附材料集中在：沸石、二氧化硅、金属有机骨架(MOFs)、高分子聚合物和炭基材料等。然而，到目前为止，绝大多数材料的合成需要精细地设计反应物的结构，选择特定的反应路径。此外，在制备多孔固体材料的反应过程中，通常会用到昂贵的过渡金属催化剂或有毒的溶剂。这些因素均会增加材料的生产成本，从而制约多孔固体材料的工业化生产及其在二氧化碳吸附、捕集与封存方面的大规模应用。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于废弃聚苯乙烯的交联聚合物及其制备方法与应用，旨在解决现有的多孔固体材料制备方法复杂、成本高、环境不友好等问题。

本发明的技术方案如下：

一种基于废弃聚苯乙烯的交联聚合物的制备方法，包括：

步骤A、按重量百分比计，将废弃聚苯乙烯1-6％、有机溶剂80-90％、交联剂1-6％、催化剂2-8％混合，在保护气氛下，室温搅拌10-50min，然后加热至80-90℃反应6-24h；

步骤B、在经所述步骤A反应后的溶液中，加入醇溶液(例如甲醇或者乙醇溶液)终止反应，然后冷却至室温并经提纯处理，得到交联聚合物。

所述的基于废弃聚苯乙烯的交联聚合物的制备方法，其中，在所述步骤A之前，先将废弃聚苯乙烯清洗干净，并干燥。

所述的基于废弃聚苯乙烯的交联聚合物的制备方法，其中，所述步骤A中，所述交联剂为四氯化碳、二甲氧基甲烷、对二氯苄、对二氯甲基联苯和三氯甲苯中的一种。

所述的基于废弃聚苯乙烯的交联聚合物的制备方法，其中，所述步骤A中，所述催化剂为FeCl₃和AlCl₃中的一种。

所述的基于废弃聚苯乙烯的交联聚合物的制备方法，其中，所述步骤A中，所述有机溶剂为甲苯、邻二甲苯、乙苯、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿和对硝基苯中的一种。