[发明专利]一种大孔弱碱性苯乙烯阴离子交换树脂方法及其设备

说明书

本发明涉及一种大孔弱碱性苯乙烯阴离子交换树脂方法，包括以下步骤：步骤一，用丁醇和十二醇的混合醇作致孔剂，过氧化苯甲酰作引发剂，明胶和少量铵盐作分散剂，使苯乙烯和二乙烯苯交联共聚，得到苯乙烯‑二乙烯苯的共聚物；步骤二，在氯化锌的催化作用下，用氯甲醚对白球进行氯甲基化，得到氯甲基化共聚物；步骤三，用二甲胺溶液对氯球进行氨化，得到大孔弱碱性阴离子交换树脂，相对于现有技术，本发明制得的阴离子交换树脂，比表面积能达到65m2/g以上，大于2nm的中孔比例大于55％，全交换容量达到4.6mmol/g，弱碱交换容量达到3.6mmol/g以上。

技术领域

本发明涉及一种大孔弱碱性苯乙烯阴离子交换树脂方法及其设备。

背景技术

弱碱性阴离子交换树脂在铀矿选冶领域，湿法冶金以及废水治理等领域都有重要用途，目前传统的碱性树脂的合成工艺主要是在共聚物，即白球，上引入氯甲基得到氯甲基化的共聚物，即氯球，然后再通过氨化工艺在氯球上引入相应的氨基，虽然目前的大孔弱碱性阴离子交换树脂的交换容量得到了有效的提高，但孔径分布不均，小孔比例过大，交换速度低，有关均孔树脂的合成文献很少，且仅介绍了其合成工艺，即氯甲基化和胺化工艺，并没有提到实现树脂孔径均一的具体方法以及孔径均一的具体数据。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种孔径均一且保持了交换容量的大孔弱碱性苯乙烯阴离子交换树脂方法及其设备。

本发明的技术方案是这样实现的：一种大孔弱碱性苯乙烯阴离子交换树脂方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：将作为单体的苯乙烯和二乙烯苯用氢氧化钠洗液洗涤，脱去阻聚剂，分离后干燥备用；其中二乙烯苯与苯乙烯的摩尔比为6：80；

步骤二：将作为分散剂的明胶加入到去离子水中浸泡3小时，加热至42℃-48℃；再加入铵盐；其中去离子水的体积与单体的体积比为1.5-2.5：1，明胶的质量为去离子水质量的0.6-1.4％，铵盐的质量为去离子水质量的0.04％-0.08％；

步骤三：将单体、作为引发剂的过氧化苯甲酰和作为致孔剂的丁醇与十二醇混合均匀，加入到步骤二中，待形成大小合适的球珠后，升温到76℃-79℃，保温5小时；升温至86℃-88℃，保温8小时，用去离子水蒸馏2-3次，并抽滤，然后用丙酮抽提，在52℃-58℃下干燥；过筛获取粒度合适的苯乙烯-二乙烯苯的共聚物；其中过氧化苯甲酰的质量为单体质量的0.6％-0.8％，丁醇与十二醇的摩尔比为1：0.3，丁醇和十二醇的体积和与单体的体积比为1.1：1；

步骤四：将苯乙烯-二乙烯苯的共聚物投入到过量的氯甲醚中，溶胀5-7个小时，搅拌情况下分几次加入氯化锌，温度控制在28℃以下；加料结束后，搅拌1.5小时，然后在冷凝回流的情况下升温至36℃-37℃，反应16-22个小时；进行抽滤，将氯甲基化共聚物用去离子水洗至中性，烘干；

步骤五：将烘干后的氯甲基化共聚物加入到过量的二甲胺水溶液中，搅拌1.5小时，然后在42-44℃搅拌12-15小时；进行抽滤，干燥。

通过采用上述技术方案得到的阴离子交换树脂，比表面积能达到65m2/g以上，大于2nm的中孔比例大于55％，全交换容量达到4.6mmol/g，弱碱交换容量达到3.6mmol/g以上。

本发明进一步设置为：步骤四中氯化锌总质量为苯乙烯-二乙烯苯的共聚物质量的32％-48％。

通过采用上述技术方案进一步提高了大孔弱碱性阴离子交换树脂的交换容量。

本发明同时公开了一种适用于所述的大孔弱碱性苯乙烯阴离子交换树脂方法的设备，其特征在于：包括用于过筛苯乙烯-二乙烯苯共聚物的筛选组件、用于溶胀搅拌苯乙烯-二乙烯苯共聚物的搅拌组件和用于清洗氯甲基化共聚物的清洗组件，所述筛选组件、搅拌组件和清洗组件相互连通。