[发明专利]一种离子交换树脂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种离子交换树脂，其特征在于，所述离子交换树脂包括带有离子交换基团的静电纺纤维膜，所述静电纺纤维膜的纤维直径为150-250nm；

所述静电纺纤维膜为共聚物纺丝膜。

2.根据权利要求1所述的离子交换树脂，其特征在于，所述共聚物的第一共聚单体为苯乙烯和/或丙烯酸酯；所述共聚物的第二共聚单体为含有至少两个双键的化合物；

优选地，所述第二共聚单体选自1,3-丁二烯、1,4-戊二烯、己二烯或二乙烯苯中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述第二共聚单体为所述第一共聚单体质量的5-10％。

3.根据权利要求1或2所述的离子交换树脂，其特征在于，所述静电纺纤维膜的平均孔径为10-300nm，优选为50-250nm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的离子交换树脂，其特征在于，所述静电纺纤维膜的比表面积为10-200m²/g，优选为80-200m²/g。

5.一种根据权利要求1-4任一项所述的离子交换树脂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将包含共聚物的纺丝液进行静电纺丝，然后进行交联、官能化处理，得到所述离子交换树脂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述共聚物的制备方法包括本体聚合、溶液聚合、乳液聚合或悬浮聚合中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述纺丝液中还包括交联所用的引发剂；

优选地，所述引发剂选自二苯甲酮、二苯基乙酮、α-羟烷基苯酮或米蚩酮中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述引发剂为所述共聚物质量的1-5wt％；

优选地，所述纺丝液的固含量为1-30wt％；

优选地，所述纺丝液所用的溶剂选自丙酮、丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、氯仿、二甲苯、甲苯、四氯化碳或异丙烷中的任意一种或至少两种的组合。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝的电压为10-50kV，喷头与接收物之间的距离为5-25cm，纺丝液的推进速度为0.5-5mL/h，纺丝的温度为15-60℃，纺丝的相对湿度为30-80％。

8.根据权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述交联的方式为采用紫外光照射；

优选地，所述交联的反应时间为1-20min；

优选地，所述官能化处理包括酸化处理或叔胺化；

优选地，所述酸化处理为采用浓硫酸、氯磺酸或浓硝酸进行处理；

优选地，所述叔胺化之前，先将交联后的静电纺纤维膜采用氯甲醚进行处理。

9.根据权利要求5-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将苯乙烯和丁二烯的共聚物以及二苯甲酮加入溶剂中，搅拌5h，得到纺丝液；

(2)将步骤(1)得到的纺丝液进行静电纺丝，得到静电纺纤维膜，其中，静电纺丝的电压为20kV，喷头与接收物之间的距离为20cm，纺丝液的推进速度为1mL/h，纺丝的温度为23℃，纺丝的相对湿度为40％；

(3)将步骤(2)得到的静电纺纤维膜在紫外光下照射10min后加入浓硫酸进行磺化反应，得到阳离子交换树脂；

或将步骤(3)替换为步骤(3')：将步骤(2)得到的静电纺纤维膜在紫外光下照射10min，加入氯甲醚进行反应后再进行叔胺化反应，得到阴离子交换树脂。

10.根据权利要求1-4任一项所述的离子交换树脂在水净化、空气净化或烟气过滤领域中的应用。