[发明专利]一种以减压渣油制备磁性超交联聚合物的方法

说明书

本发明公开了一种以减压渣油制备磁性HCPs的方法，首先，以共沉淀法制备磁性纳米颗粒，并以4‑苯基丁酸或5‑苯基戊酸为纳米颗粒的表面稳定剂，其中的羧基与Fe₃O₄表面形成络合，苯环则可参与后续的傅克反应，使聚合物与纳米颗粒之间形成化学键合，提高磁性HCPs的稳定性。然后，将减压渣油、磁性纳米颗粒、无水FeCl₃、硝基甲烷、交联剂，升温到80^oC反应6h，以甲醇和二氯甲烷抽提产物后，即可获得磁性HCPs。产物可应用于含苯酚废水处理，且具有良好的重复使用效率。

技术领域

本发明属于高分子化学领域，具体涉及一种以减压渣油制备磁性HCPs的方法。

背景技术

超交联聚合物（Hypercrosslinked Polymers，HCPs）是指通过分子间内的交联反应制备具有永久微孔性的网络聚合物。HCPs材料具有高比表面积、微孔结构、低的骨架密度、大的孔体积、高的化学稳定性和热稳定性以及易于功能化等特点，在废水处理中具有广阔的应用前景。然而，从废水中回收HCPs是其应用的一个难题，而赋予HCPs磁性则可将其从废水中快速回收，简化处理工艺和效率，因此，多年来，磁性HCPs的制备与应用是废水处理领域的研究热点。

中国专利2007100552045公开了一种磁性粒子/聚合物/二氧化硅结构磁性微球的制备方法，作者通过三步法获得磁性复合微球，产物具有良好的生物相容性与化学稳定性，并且易于进一步的功能化。

中国专利202011351324.1公开了一种吸附阳离子染料的松香基磁性多孔微球的制备方法及应用，作者通过悬浮聚合法得到多孔的松香基磁性微球，所得微球可用于吸附水溶液中的阳离子染料，具有良好的吸附效果。

中国专利202010999863.X公开了一种用于废水净化的磁性多孔聚氨酯泡沫材料及制备方法，该材料具有均匀的孔隙结构，对水中污染物吸附性良好且吸附量大，并且由于含有磁性粒子，使其可以很好的回收再利用，可广泛用于污水处理等领域中。

中国专利201811378475.9公开了一种壳聚糖改性密胺树脂磁性多孔吸附剂及其制备方法，该吸附剂具有良好吸附效果，对废水中新胭脂红染料的去除率可达到99%，在污水处理领域具有良好的应用前景。

减压渣油廉价且来源丰富，是石油化工冶炼厂难以处理的固废，其主要成分为酚类、多环芳烃、杂环化合物，含有致癌性的物质，会对大气和水体造成污染。因此，寻找和开发减压渣油的高值转化具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是针对磁性超交联聚合物（HCPs）原料成本较高、制备步骤较多等问题，提供一种以减压渣油为主要原料，通过傅克反应，制备低成本的磁性HCPs的方法，制备的磁性HCPs可应用于治理难度大、危害大的苯酚废水处理，磁性HCPs具有吸附量大、回收快、循环利用率高的特点。

本发明采用的技术方案：一种以减压渣油制备磁性HCPs的方法，包括以下步骤：

(1) 磁性纳米颗粒的制备：在容器中分别加入FeCl₃、FeCl₂、去离子水，在氮气气氛下，搅拌并逐渐升温至80℃后，将氨水和表面修饰剂注射到溶液中，持续充分搅拌后，降温、用稀盐酸中和、磁分离、洗涤、干燥，即获得表面修饰的磁性纳米颗粒；

(2) 磁性HCPs的制备：将减压渣油和磁性纳米颗粒加入二氯乙烷，超声分散，加入无水FeCl₃、硝基甲烷溶液和交联剂，除氧后升温至80℃，回流，抽滤、洗涤，以甲醇和二氯甲烷为溶剂，分别抽提产物，真空干燥，获得磁性HCPs。硝基甲烷的作用在于提高FeCl₃在反应介质中的溶解能力，从而提高其催化效率、提高交联度、缩短反应时间。