[发明专利]一种双伯胺基螯合树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于螯合树脂废水处理领域，更具体地说，涉及一种双伯胺基螯合树脂及其制备方法。

背景技术

胺类螯合树脂是一类氮原子配位的螯合树脂，包括多乙烯胺类树脂、吡啶树脂等。其中多乙烯胺类树脂是研究较为广泛的一类树脂，通过氮上的孤对电子与重金属离子作用，形成稳定的配合物，适用于高效分离回收溶液中的重金属离子，在环境保护、工业废水、湿法冶金等方面具有广泛的应用价值。目前报道的多乙烯胺类螯合树脂对金属离子的吸附容量较大，但对于混合组分中特定离子的吸附选择性不足。文献报道，树脂中多个功能基团可以有效地调节树脂对重金属的吸附性能和吸附选择性顺序[Y.Hamabe,Y.Hirashima,J.Izumi,K.Yamabe,A.Jyo,Properties of a bifunctional chelating resin containing aminomethylphosphonate and sulfonate derived from poly(ω-bromobutylstyrene-co-divinylbenzene)beads,Reactive and Functional Polymers,69(2009)828-835.]，而目前多胺树脂多是通过取代反应或胺解反应制得[A.Barsanescu,R.Buhaceanu,V.Dulman,I.Bunia,V.Neagu,Adsorption of Zn(II)by crosslinked acrylic copolymers with amine functional groups,J.Appl.Polym.Sci.,93(2004)803-808.][C.Xiong,C.Yao,Synthesis,characterization and application of triethylenetetramine modified polystyrene resin in removal of mercury,cadmium and lead from aqueous solutions,Chem.Eng.J.,155(2009)844-850]，由于在反应过程中多乙烯多胺总有一个伯胺基会被胺解反应键合到树脂骨架上，伯胺基数量减少，降低了氨基与金属的配位能力，也削弱了此类树脂对重金属离子的吸附容量和选择性，在一定程度上限制了胺类螯合树脂更大范围的应用。因此通过多功能基团的中间体物质反应，可以保留树脂上的多官能团，最终制得双伯胺基树脂，在进一步提高树脂的吸附容量的同时增强其选择性能，拓展树脂的应用领域。

文献检索表明，以氯球为基质，通过多功能基团物质5-氨基间苯二甲酸二甲酯键合二乙烯三胺制备螯合树脂的方法未见报道。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的重金属废水处理时树脂选择性不足的问题，本发明提供了一种双伯胺基螯合树脂及其制备方法，该制备方法制得的螯合树脂具有一定空间结构，且该树脂上带有的双伯胺基团对铜离子具有特殊的吸附选择性。

2.技术方案

本发明的目的通过以下技术方案实现。

本发明的一种双伯胺基螯合树脂，其结构单元如下：

优选地，通过基团内羰基氧及氮原子产生对重金属离子的螯合作用，其功能基团（即双伯胺基、乙酰基、亚胺基）含量为1.04～1.49mmol/g。

本发明的一种双伯胺基螯合树脂的制备方法，其步骤为：

（a）利用苯乙烯作单体，二乙烯苯作交联剂，利用液蜡、200#溶剂油中的一种或两种混和作致孔剂，用碳酸镁、明胶、聚乙烯醇中的一种或几种混和作分散剂，用过氧化苯甲酰作引发剂，采用悬浮聚合法，制备低交联度大孔苯乙烯－二乙烯苯共聚物，选用蒸汽蒸馏或乙醇、丙酮、工业酒精或低沸点溶剂汽油作溶剂抽提，去除树脂孔道中残留的致孔剂，再经过气流干燥得到低交联大孔聚苯乙烯－二乙烯苯树脂，下简称白球；

（b）将白球浸泡于其重量4～7倍的氯甲醚中，加入白球重量的20～50%的氯化锌作催化剂，在25～55℃温度下进行氯甲基化反应，直到氯含量达到10％以上停止反应（通过滴定法确定产物中氯含量），滤出树脂球体，用水或乙醇或丙酮洗尽树脂中残余的氯化母液，气流干燥得到氯甲基化低交联大孔聚苯乙烯－二乙烯苯树脂，下简称氯球；