[发明专利]一种用于卤化物分离的高选择性吸附材料的制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明属于功能高分子材料领域，具体涉及一种吸附材料的制备工艺。

(二)背景技术

在吸附类的技术中，近年来人工合成的吸附材料由于其功能基团选择性、孔结构、尺寸可以按照需要方便地调整、再生容易而且再生性好、运行成本低、维护方便等特点得到了长足的发展。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种可以连续化工业生产不同聚合度及粒度的分子刷聚合物吸附材料，该吸附材料具有比表面积大、吸附速度快、选择吸附性强、吸附容量大性能，利用化学和物理吸附的原理可达到高选择性吸附分离水中有害物质卤代物、卤酸盐目的的用于卤化物分离的高选择性吸附材料的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：用于卤化物分离的高选择性吸附材料的制备方法包括聚合生成线性分子聚合物，在线性分子聚合物表面上接枝不同极性的单体进行原子转移自由基聚合生成聚合物刷，淋洗过滤、干燥等合成工艺步骤，具体如下：

可选用原料：重量比为10-30％的甲基丙烯酸-2-羟乙酯(工业级)；重量比为40-50％的甲基丙烯酸丁酯(工业级)；重量比为40-50％的苯乙烯(工业级)；重量比为3-10％的三甲基硅氧烷(工业级)；重量比20％的溴丙酸(工业级)；重量比2％的过氧化苯甲酰(化学纯)、重量比2％的偶氮二异丁腈(化学纯)、重量比为10％的三乙胺(工业级)、重量比40％的醋酸丁酯(工业级)。

用于卤化物分离的高选择性吸附材料的制备方法包括：

(1)线性聚合：以三甲基硅氧烷基保护的甲基丙烯酸-2-羟乙酯单体首先进行原子转移自由基聚合反应，制得三甲基硅氧烷基保护的聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯，随后进行裂解除去三甲基硅氧烷基，并在醋酸丁酯和溴丙酸的混合溶液中50～80℃反应60～240分钟，制得每个重复单元上带有C-Br基团的聚甲基丙烯酸-2-(2-溴丙酸)乙酯；

(2)接枝聚合：以步骤(1)中生成的聚甲基丙烯酸-2-(2-溴丙酸)乙酯为大分子引发剂，在甲基丙烯酸丁酯或苯乙烯的醋酸丁酯中60～90℃反应40～180分钟，在其侧链上进行甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯单体的原子转移自由基聚合反应，得到主链为聚甲基丙烯酸-2-(2-溴丙酸)乙酯，侧链为甲基丙烯酸丁酯或苯乙烯均聚物或嵌段共聚物的聚合物刷；

(3)淋洗过滤：将聚合物刷吸附材料分别采用95％乙醇淋洗和去离子水淋洗，洗至pH中性为止。洗涤液回收处理循环使用；

(4)干燥：将聚合物刷吸附材料进行气流干燥，干燥温度在40～60℃，恒重后得产品。

本发明还有这样一些技术特征：

1、用于卤化物分离的高选择性吸附材料是以先合成的线性分子聚合物为主链，侧链聚合物刷的制备是以每个重复单元上具有卤代烃的大分子为引发剂进行侧链单体的原子转移自由基聚合接枝反应。采用不同极性的单体进行聚合物刷吸附材料的合成来满足不同的吸附要求。然后除本体聚合外还可以将上述体系在水溶液中进行悬浮聚合，通过调节搅拌速度和搅拌方式可以生成一定粒度的圆形树脂颗粒。这种聚合物对卤化物有非常好的选择性。通过化学吸附和物理吸附的原理可达到吸附分离水中有害卤化物的目的。用本发明方法可以连续工业化生产不同聚合度和粒度的吸附材料；

2、所述的三甲基硅氧烷基的重量比为3-10％，甲基丙烯酸-2-羟乙酯单体的重量比为10-30％；

3、所述的聚甲基丙烯酸-2-(2-溴丙酸)乙酯为大分子引发剂的自由基聚合反应，在醋酸丁酯和溴丙酸的重量比＝(1～2)∶1的混合溶液中50～80℃反应60～240分钟，醋酸丁酯重量比为40％，溴丙酸重量比为20％，制得每个重复单元上带有C-Br基团的聚甲基丙烯酸-2-(2-溴丙酸)乙酯；

4、所述的聚甲基丙烯酸-2-(2-溴丙酸)乙酯为大分子引发剂，甲基丙烯酸丁酯或苯乙烯的重量比为40-50％，醋酸丁酯的重量比为40％；

5、所述的乙醇淋洗浴比为1∶50；

6、所述的聚甲基丙烯酸-2-(2-溴丙酸)乙酯为大分子引发剂的自由基聚合反应是本发明的工艺特征，在醋酸丁酯和溴丙酸的混合溶液中保温50℃反应200分钟，制得每个重复单元上带有C-Br基团的聚甲基丙烯酸-2-(2-溴丙酸)乙酯，然后以聚甲基丙烯酸-2-(2-溴丙酸)乙酯为大分子引发剂，在甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯的醋酸丁酯溶液中60℃反应40分钟。