[发明专利]一种β-环糊精聚合物多孔吸附树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种β‑环糊精聚合物多孔吸附树脂及其制备方法。以β‑环糊精为原料，首先以芳香族多异氰酸酯为交联剂通过逐步聚合反应制备具有苯环交联结构单元的β‑环糊精交联聚合物，然后将所得该聚合物湿产物直接加入到反应溶剂中，在溶胀状态下，进一步通过聚合物网络结构中的苯环与外交联剂发生傅克烷基化反应制备具有永久孔结构的β‑环糊精聚合物多孔吸附树脂。该吸附树脂对水中的双酚类和氯酚类污染物具有很高的吸附能力，而且重复使用性能优异，可应用于废水中双酚类和氯酚类污染物的提取回收。制备方法简单，经过两步简单的聚合反应可得到β‑环糊精聚合物多孔吸附树脂，且该合成树脂对水中的双酚类和氯酚类污染物的吸附效率高。

技术领域

本发明属于工业有机废水的吸附处理技术领域，具体涉及一种β-环糊精聚合物多孔吸附树脂及其制备方法。

背景技术

随着工业化进程的不断加快，化工过程中产生的废水处理问题逐渐引起人们的关注，目前采用的废水处理方法主要包括氧化降解、光降解、絮凝沉淀法、膜过滤、吸附分离等方法。双酚和氯酚类污染物是两类典型的存在于水中的芳香类污染物，两者具有毒性高、难降解等危害性，吸附分离法是处理两类废水的适宜方法之一。吸附剂的开发是废水吸附处理工艺设计过程中的一个非常重要的环节，因此，为低能高效处理双酚和氯酚类废水，非常有必要制备出高吸附能力或高吸附选择性的吸附材料。

作为第二代超分子主体化合物的典型代表，β-环糊精因其包结能力强、成本低廉、可化学改性等优点而被广泛用于构筑吸附材料。在众多β-环糊精基吸附材料中，β-环糊精交联聚合物最受关注，其聚合网络结构中不仅具有高含量的β-环糊精空腔，而且还具有交联结构单元等吸附活性位点。关于β-环糊精交联聚合物的制备，常采用的交联剂主要包括环氧氯丙烷、多元酸、戊二醛、二异氰酸酯等多官能团化合物。这种交联聚合方法简单，且所得β-环糊精交联聚合物中β-环糊精空腔含量高，然而，由于交联聚合反应具有动力学快、不可控等特点，导致生成的β-环糊精交联聚合物的比表面积普遍不高。这种孔结构贫乏甚至完全缺失的现状，在一定程度上阻碍了β-环糊精交联聚合物吸附性能的发挥。因此，非常有必要提升β-环糊精聚合物的孔结构，以使吸附底物分子更容易到达β-环糊精聚合物的吸附位点，从而增强β-环糊精聚合物的吸附能力。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种β-环糊精聚合物多孔吸附树脂及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种β-环糊精聚合物多孔吸附树脂，其特征在于：包括β-环糊精、非质子型有机溶剂、芳香族多异氰酸酯、1,2-二氯乙烷、外交联剂、催化剂。

优选的，所述非质子型有机溶剂为丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种，溶剂用量为15mL/gβ-环糊精。

优选的，所述芳香族多异氰酸酯为4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4',4”-三苯基甲烷三异氰酸酯中的一种，芳香族多异氰酸酯与β-环糊精的投料摩尔比为2:1-5:1之间。

优选的，所述1,2-二氯乙烷的用量为20mL/gβ-环糊精聚合物湿产物，且在使用前采用分子筛预先干燥。

优选的，所述外交联剂为二甲氧基甲烷、对二氯苄、4,4'-二氯甲基联苯中的一种，外交联剂与β-环糊精聚合物湿产物的质量投料比为1:4-1:1。

优选的，所述催化剂为路易斯酸无水三氯化铁，催化剂用量与外交联剂质量比为1:2-1:1。

一种β-环糊精聚合物多孔吸附树脂的制备方法，包括以下步骤：

(1)、将β-环糊精加入到干燥的非质子型有机溶剂中，在搅拌下升温至70℃，然后加入一定量的芳香族多异氰酸酯，继续在此温度下搅拌反应4-10小时，反应结束后降至室温，通过抽滤得到β-环糊精聚合物固体湿产物；