[发明专利]一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂及其制备方法

权利要求书

1.一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂，其特征在于比饱和磁化强度为5～40emu/g，强碱交换容量为3.0～4.5mmol/g，弱碱交换容量为0.5～1.5mmol/g，树脂粒径平均粒径为50～500μm；树脂由对硝态氮具有选择吸附性的丙烯酸系强碱阴离子交换树脂骨架及包裹其中的磁性粒子构成，树脂骨架的基本结构如下：

，其中B为含有季铵盐的强碱性阴离子交换基团，B为下列9种结构中的一种：

            

           

           

          

其中，X为，或；n为0-20，m为1-20；R₁，R₂，R₃，R₄，R₅，R₆，R₇，R₈为烷基，而且R₁，R₂，R₃均为超过两个碳原子的烷基链。

2.根据权利要求1所述的一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂，其特征在于对硝酸盐阴离子具有选择吸附性，它对阴离子的选择性顺序为>>；在水溶液中只存在两种阴离子时，用该树脂进行吸附，对的分离系数为8～50，对的分离系数为5～15。

3.权利要求1所述的一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂的制备方法，其合成步骤如下：

（a）配制水相，在水相中加入占水相质量5～25%的无机盐，占水相质量0.1～5%的分散剂；其中无机盐为氯化钠、磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸一氢钠、碳酸钠中的一种或几种混合物，分散剂为明胶、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基纤维素、古尔胶、甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠中的一种或几种混合物；

（b）配制油相，油相由反应物、致孔剂和引发剂（过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种或混合物）组成，反应物与致孔剂的质量比为1:0.1～1:2.0，其中，反应物由单体与交联剂组成，单体与交联剂的质量比为1:0.02～1:0.2；单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸异丁酯或丙烯腈中的一种或几种；交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基氰脲酸酯或二乙烯苯中的一种或多种，致孔剂为200^#溶剂油、C3～C10烷烃、C3～C10饱和醇、芳香族化合物中的一种或几种；

（c）在油相中加入磁性颗粒与磁性颗粒分散剂，油相与磁性颗粒的质量比为1:0.05～1:1，磁性颗粒与磁性颗粒分散剂的质量比为1:0.01～1:0.4；磁性颗粒为Fe₃O₄、γ-Fe₂O₃、不锈钢粉、铁镍合金颗粒，其大小为0.01～10μm，磁性颗粒分散剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、表面活性剂其中的一种或几种；

（d）将含有磁性颗粒的油相与水相混合，搅拌速度为100～500rpm，保持温度在50～80℃，反应2～8小时后升温至85～95℃，保温1～15小时，冷却后依次用有机溶剂、纯水清洗后得到磁性树脂微球，于50～80℃烘干；

（e）将步骤（d）中得到的树脂与胺化试剂混合，树脂与胺化试剂的质量比为1:3～1:20，升温到100～300℃反应2～30小时，冷却后用有机溶剂、纯水依次清洗；

（f）将步骤（e）中得到的树脂在碱性条件下，与烷基化试剂混合，树脂与烷基化试剂的质量比为1：0.1～1：10，于60～200℃下反应10～48小时，冷却后用有机溶剂、纯水依次清洗后，得到一种选择性去除硝态氮的丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂。

4.根据权利要求3所述的一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂的制备方法，其特征在于步骤（e）中所使用的胺化试剂为N,N-二乙基乙二胺、N,N-二乙基丙二胺、N,N-二丁基丙二胺、4-氨基-1-二乙胺基戊烷、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺等胺化试剂中的一种或几种。

5.根据权利要求4所述的一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂的制备方法，其特征在于步骤（f）中所用的烷基化试剂选自溴乙烷、氯乙烷、溴丙烷、氯丙烷、溴丁烷、氯丁烷、溴戊烷、氯戊烷中的一种或几种。