[发明专利]树脂纳米钛酸盐复合微球及其吸附汽热水解的制备方法

权利要求书

1.一种树脂纳米钛酸盐复合微球的吸附汽热水解制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：对大孔阳离子交换树脂进行除杂活化预处理后，得到预处理后的大孔阳离子交换树脂；对预处理后的大孔阳离子交换树脂进行测试，得到其对金属阳离子的饱和吸附容量；

步骤2：根据预处理后的大孔阳离子交换树脂对金属阳离子的饱和吸附容量，称取等摩尔的金属盐，配制成金属阳离子水溶液，将预处理后的大孔阳离子交换树脂浸没于金属阳离子水溶液中，吸附反应，同步实时测定上清液中金属阳离子含量，计算预处理后的大孔阳离子交换树脂上吸附的金属阳离子的量，即为吸附量；当吸附量达到饱和吸附容量的1％-90％，则固液分离，得到吸附金属阳离子树脂；

步骤3：将吸附金属阳离子树脂，用80-90℃的无水乙醇蒸汽密闭循环流动，熏蒸改性60-120min，并吹扫脱除树脂上的水分，得到熏蒸改性吸附金属阳离子树脂；

步骤4：根据熏蒸改性吸附金属阳离子树脂上的金属阳离子的摩尔数量，按拟合成树脂纳米钛酸盐复合微球中钛酸盐金属阳离子和钛化学计量比，称取钛酸四正丁酯，加醇类溶剂，配制成钛的醇溶液，持续搅拌条件下，将熏蒸改性吸附金属阳离子树脂浸没于钛的醇溶液中，于40-60℃密闭保温浸渍老化24-48h，加热蒸干醇类溶剂，得到钛酸盐前驱体负载树脂；

步骤5：将钛酸盐前驱体负载树脂置于控温管状反应容器中，以5-60cm/min气体流速持续通入气体，并且钛酸盐前驱体负载树脂与通入气体时刻同步控温，具体通入气体并控温的过程为：先用40-60℃的热空气吹扫10-40min，再以1-2℃/min升温速度升至100-150℃，保温5-10min，再开始逐渐将100-150℃的水蒸汽混入气流中，60-80min内热气流中水蒸汽比例匀速从0％提高到100％，当控温管状反应容器内被水蒸汽充满后，密闭控温管状反应容器，再密闭保温反应24-48h后，自然冷却至室温，水洗至无泡沫，保湿保存，得到树脂纳米钛酸盐复合微球。

2.根据权利要求1所述的树脂纳米钛酸盐复合微球的吸附汽热水解制备方法，其特征在于，所述的大孔阳离子交换树脂为大孔型苯乙烯系强酸阳离子交换树脂。

3.根据权利要求1所述的树脂纳米钛酸盐复合微球的吸附汽热水解制备方法，其特征在于，所述的金属阳离子选用锂、钠、钾、钙、镁、锶、钡、镧、铋中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的树脂纳米钛酸盐复合微球的吸附汽热水解制备方法，其特征在于，所述的步骤2中，吸附量的计算方法为：

吸附量＝[(金属阳离子初始浓度－吸附过程中上清液中金属阳离子的浓度)×溶液体积]/树脂质量。

5.根据权利要求1所述的树脂纳米钛酸盐复合微球的吸附汽热水解制备方法，其特征在于，吸附量为饱和吸附容量的40％-60％。

6.根据权利要求1所述的树脂纳米钛酸盐复合微球的吸附汽热水解制备方法，其特征在于，所述的金属阳离子水溶液的摩尔浓度为1-3mol/L。

7.根据权利要求1所述的树脂纳米钛酸盐复合微球的吸附汽热水解制备方法，其特征在于，所述的步骤4中，其中，按体积比，钛酸四正丁酯：醇类溶剂＝1:(1-4)。

8.根据权利要求1所述的树脂纳米钛酸盐复合微球的吸附汽热水解制备方法，其特征在于，醇类溶剂为无水乙醇。

9.一种树脂纳米钛酸盐复合微球，其特征在于，采用权利要求1-8任意一项所述的方法制得，树脂纳米钛酸盐复合微球具有多孔结构，孔隙率为50％-80％，平均孔径为100-600nm，比表面积为200-600m²/g，钛酸盐负载量为树脂吸附容量的1％-90％，钛酸盐粒径为8-20nm。