[发明专利]离子交换树脂化学接枝蒽醌制备氧化还原介体载体的方法

摘要

本发明属于化学工程、材料工程和环境工程的交叉技术领域，具体涉及化学接枝法在离子交换树脂上固定蒽醌化合物制备氧化还原介体载体方法。其工艺主要包括以下步骤（1）先将离子交换树脂用吡啶盐酰氯化法进行酰氯化改性，制备磺酰氯化离子交换树脂；（2）将氨基蒽醌溶解于反应介质，再加入磺酰氯化离子交换树脂，利用缚酸剂调节体系pH，使氨基蒽醌与磺酰氯化树脂反应，制备离子交换树脂接枝蒽醌载体。该工艺所制备的离子交换树脂接枝蒽醌载体接枝率高，固定效果好，处理废水性能和重复性能好，克服了其它方法所存在机械强度弱、容易脱落，重复使用性差等不足；制备成本低，反应条件温和，在含氮污水处理领域具有良好的应用前景。

主权项

一种离子交换树脂化学接枝蒽醌化合物制备氧化还原介体载体的方法，其特征在于包括以下步骤 ：第一步 ：离子交换树脂的吡啶盐酰氯化改性（1）反应物的组成和质量配比组成                    质量配比离子交换树脂            100.0吡啶                    100.0‑150.0无水乙醇                150.0‑300.0二氯亚砜                30.0‑80.0（2）离子交换树脂的吡啶盐酰氯化改性方法将离子交换树脂加入到无水乙醇中浸泡2h，之后加入吡啶，在室温下搅拌8h，滤出树脂，用乙醇洗涤3次，然后在60℃下减压干燥，制得的磺酸吡啶盐离子交换树脂，再加入二氯亚砜，升温至80℃，保温回流搅拌4‑6h，反应结束后冷却，滤出树脂，用无水乙醇洗涤3次，真空干燥6h，即得吡啶盐酰氯化离子交换树脂；其反应过程如式 （1）所示：（1）离子交换树脂的吡啶盐酰氯化改性反应过程所述第一步中，所采用的离子交换树脂为用于水处理的磺酸型（‑SO3H）离子交换树脂粒子，其型号为 D001、001*7、001*7FC、001*7MB 中的一种；第二步 ：吡啶盐酰氯化离子交换树脂接枝氨基蒽醌的反应（1）反应物的组成和质量配比组成                            质量配比吡啶盐酰氯化离子交换树脂        100.0氨基蒽醌                        20.0‑40.0反应介质                        150.0‑250.0缚酸剂                          10.0‑20.0（2）吡啶盐酰氯化离子交换树脂接枝氨基蒽醌的反应方法将氨基蒽醌溶解于反应介质，然后加入四口瓶中，再加入吡啶盐酰氯化离子交换树脂，水浴加热至80℃，在此温度下恒温搅拌4‑5小时，在反应过程中滴加缚酸剂水溶液，调节体系的pH在10‑12，反应结束后冷却，滤出的树脂粒子用 DMF洗涤3次，除去树脂粒子表面物理吸附的蒽醌，再用无水乙醇洗涤树脂 3 次，真空干燥得到离子交换树脂接枝氨基蒽醌的载体；反应分两步进行，第一步用吡啶盐酰氯化法将离子交换树脂先进行酰氯化，将离子交换树脂在无水乙醇浸泡，使其充分溶胀，后加入吡啶，进行搅拌反应，使离子交换树脂生成为吡啶盐树脂，再与二氯亚砜反应，生成吡啶盐酰氯化离子交换树脂；第二步将吡啶盐酰氯化的离子交换树脂与氨基蒽醌进行反应，冷却洗涤产物，制备得到离子交换树脂接枝蒽醌载体粒子；所述第二步中，氨基蒽醌为1‑氨基蒽醌、1‑氨基‑5‑氯蒽醌、2‑氨基蒽醌、1‑氨基‑2‑甲基蒽醌中的一种；所述第二步中，反应介质的选择是基于能够溶解氨基蒽醌，其为N, N‑二甲基甲酰胺（DMF）、甲苯中的一种或两者的混合液 ；所述第二步中，缚酸剂的作用是为了中和反应过程中产生的HCl，从而增加反应速率与反应程度，该缚酸剂为KOH、NaOH、NaHCO3中的一种，使用时先将缚酸剂配制成10～20% 的水溶液。