[发明专利]一种金属掺杂高分子材料及制备方法和在除氨氮中的应用

权利要求书

1.一种金属掺杂高分子材料，其特征在于，由母体聚合物、位于母体聚合物上的亲水基团和掺杂于母体聚合物上的过渡金属离子构成；

所述母体聚合物为含-C＝C-的有机化合物与含-C＝C-…-C＝C-的有机化合物聚合而成，所述含-C＝C-的有机化合物中C的数量为2～10；所述含-C＝C-…-C＝C-的有机化合物中C的数量为4～15；

所述亲水基团为磺酸基、氰基、叔胺基、季铵基或羟基中的一种或几种；

所述过渡金属离子为Ti、V、Cr、Fe、Cu、Ni或Zn的离子。

2.根据权利要求1所述的高分子材料，其特征在于，所述含-C＝C-的有机化合物为乙烯、丙烯、丁烯、戊稀、己稀、异丁烯、异戊稀、异己烯、苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸，丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的高分子材料，其特征在于，所述含-C＝C-…-C＝C-的有机化合物为二丁烯，二戊烯，异戊二烯，二己烯，异己二烯，二乙烯苯，双戊烯，二乙二醇二乙烯基醚，别罗勒烯中的一种或几种。

4.一种金属掺杂高分子材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将包含水、分散剂和助分散剂的水相和包含所述-C＝C-的有机化合物、含-C＝C-…-C＝C-的有机化合物和引发剂的油相混合，并加入制孔剂，进行悬浮聚合，制成母体聚合物，

所述水相含有的重量比成分为水∶分散剂∶助分散剂＝800～1000∶0.5～3.0∶0.05～0.2，所述油相含有的重量比成分为含-C＝C-的有机化合物∶含-C＝C-…-C＝C-的有机化合物∶引发剂＝0.75～0.98∶0.02～0.25∶0.003～0.01，油相与水相的重量比为1∶4～6，所述制孔剂的重量占水相和油相重量之和的10％～20％；

b、对步骤a的母体聚合物使用胺化剂进行胺化或用磺化剂进行磺化；

c、在室温下，将过渡金属的化合物配制成溶液，将该溶液流经步骤b的产物，进行动态金属掺杂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述a中悬浮聚合具体为将各成分加入反应釜中，向反应釜中通入压缩空气或氮气，使反应釜中压力保持在表压小于等于0.5MPa的正压状态下，升温至70℃～90℃，保温2小时～24小时，再升温至100℃～150℃，保温4小时～36小时，然后水洗、干燥、筛分，收集粒度为0.2mm～1.35mm的球状母体聚合物。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述a中的分散剂为无机分散剂或有机分散剂中的一种或两种，所述无机分散剂为硅酸盐、碳酸盐或磷酸盐中的一种或几种，所述有机分散剂为聚乙烯醇、明胶、羧甲基纤维素或聚丙烯酸盐中的一种几种。

7.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述a中的助分散剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钙、十二烷基苯磺酸钠、石油磺酸钙、石油磺酸钠或硬脂酸钡中的一种或几种。

8.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述a中的引发剂为有机过氧化合物、无机过氧化合物或偶氮化合物中的一种或几种。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过氧化二酰类、过氧化二烷类、过氧化酯类、偶氮二异丁腈或过硫酸盐。

10.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述a中的制孔剂为石蜡、硫酸镁、碳酸钠、明胶或甘油中的一种或几种。

11.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述b中所述胺化具体为将步骤a得到的母体聚合物与氯甲基化试剂反应，引入氯甲基，再将产物与胺化剂进行胺化反应。

12.根据权利要求4或11所述的制备方法，其特征在于，所述胺化剂为三甲胺。

13.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述b中磺化剂为三氧化硫、质量浓度大于60％的硫酸、氯磺酸或氨基磺酸中的一种或几种。

14.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述b中对步骤a的母体聚合物进行胺化后再进行碱洗，或者对步骤a的母体聚合物进行磺化后再进行酸洗。