[发明专利]一种基于傅-克烷基化反应制备富氧超交联树脂的方法及富氧超交联树脂的应用

说明书

本发明涉及一种基于傅‑克烷基化反应制备富氧超交联树脂的方法及富氧超交联树脂的应用，所述基于傅‑克烷基化反应制备富氧超交联树脂的方法，包括如下步骤：(1)将氯甲基化交联聚苯乙烯进行溶胀；(2)富氧前驱体树脂的制备：将经步骤(1)处理后的氯甲基化交联聚苯乙烯与含氧小分子在路易斯酸催化下40℃～50℃下进行傅‑克反应预定时间；(3)富氧超交联树脂的制备：将步骤(2)中制备的富氧前驱体树脂与刚性小分子在80～90℃下进行傅‑克反应预定时间，将富氧前驱体树脂骨架编织起来。本发明的富氧超高交联树脂吸附后洗脱容易，可重复使用，重复使用效果好，可广泛应用于化学分析、药物分离提纯、环境污染治理等领域，具有较大的发展前景。

技术领域

本发明属于功能高分子改性技术领域，具体涉及一种基于傅-克烷基化反应制备富氧超交联树脂的方法及富氧超交联树脂的应用。

背景技术

20世纪70年代初，Davankov和Tsyurupa采用聚苯乙烯作为原料，以路易斯酸为催化剂，在合适的溶剂中采用外交联剂经过傅-克反应交联制得了一类结构独特、性能优良的多孔聚合物，又称为超交联树脂(HCPs)。超交联树脂通常具有比表面积大、平均孔径小、孔径分布窄、机械强度好等结构特征，又因合成方法简单高效、易于功能化、低成本以及合成条件温和，广泛应用在天然气储存、碳捕获、污染物去除、分子分离、催化、药物输送等领域。并且HCPs在有机污染物的吸附上也有了较多的报道。

然而，超交联型吸附树脂的骨架结构都是疏水性的聚苯乙烯,其强疏水性一方面使得其在使用前需用极性试剂如预处理，另一方面Davankov法制备出的超交联树脂不含极性官能团，对极性有机污染物的吸附效果不佳，使得其对水溶液中溶解度大的极性物质如苯酚、水杨酸、苯胺等的吸附量小,选择性差。为了提高这类树脂对在水溶液中溶解度大的极性物质的吸附量，通过控制反应条件，在保证现有超交联树脂孔结构独特优势的前提下，着力提高骨架结构上功能基团的含量，引入能与氯甲基化交联聚苯乙烯进行傅-克烷基化反应的含氧小分子(如：苯甲醚、对苯二甲醚、联苯二甲醚、呋喃等)，再使用外部交联剂，进一步与前驱体骨架发生傅-克反应，低成本合成高比表面积、高功能基含量的富氧超交联树脂。将有效地促进其在吸附污染物方面的应用，具有较大的发展前景。而本发明专利提供了一种制备方法，通过引入含氧单体和外部交联剂，极大增加了超交联树脂的氧含量和比表面积。

有机工业废水通常含有大量可溶性的有机污染物，如芳香羧酸、萘酚、酸性染料等，仅仅依靠疏水作用为主要吸附推动力的大孔吸附树脂和后交联吸附树脂很难处理。为了增加树脂的亲水性，研究者提出了一系列的改善措施，包括在傅-克反应前或反应后对树脂进行化学修饰，使用极性单体直接进行共聚制备前驱体树脂。中国专利(公开号CN101190974)公开了一种吡咯烷酮基修饰复合功能吸附树脂及其制备方法；中国专利(公开号CN 1858088A)公开了一种吡啶基修饰复合功能超高交联树脂及其制备方法，这些后交联树脂的表面负载一定数量的吡咯烷酮基、吡啶基等，但制备过程较复杂，且使用了剧毒的氯甲醚作交联剂，它们的吸附性能结果表明，这类树脂对不同尺寸和不同极性的物质(如：苯酚、水杨酸、苯甲酸、罗丹明B、β-萘酚等)具有一定的吸附能力，但是吸附选择性并不明显。