[发明专利]一种含吡啶基团中极性骨架吸附树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子吸附树脂及其制备方法技术领域，更具体地说，涉及一种含吡啶基团中极性骨架吸附树脂及其制备方法。

背景技术

含弱碱基团的苯乙烯骨架吸附树脂，具有离子交换和吸附的双重功能，其对有机化工废水中的极性有机物具有很好的吸附能力，有不少文献都进行了相关的应用研究报道（王海玲，杨小燕，朱兆连，刘福强，宋燕. 化工环保，2012,3:237-241；程秀梅，陈金龙，刘福强，葛俊杰，王学江. 离子交换与吸附，2004,20（5）：445-451；B.C. Pan, Q.X. Zhang，F.W. Meng, X.T. Li, X. Zhang, J.Z. Zheng, W.M. Zhang, B.J. Pan, J.L. Chen, Environ. Sci. Technol., 2005，39 (9)：3308–3313；B.C. Pan, Y. Xiong, A.M. Li, J.L. Chen, Q.X. Zhang, X.Y. Jin, Reactive and Functional Polymers, 2002, 53(2-3):63-72；Y. Sun, J.L. Chen, A.M. Li, F.Q. Liu, Q.X. Zhang, Reactive and Functional Polymers, 2005, 64(2):63-73）。中国专利ZL01134143.2公开了该种树脂的制备方法，通过控制低交联度的氯甲基化大孔苯乙烯树脂后交联反应过程中的残余氯含量，然后用二甲胺进行胺化制得。该合成需要四步完成：1）、低交联度大孔聚苯乙烯基础树脂合成；2）、低交联度大孔聚苯乙烯树脂的氯甲基化；3）、低交联度大孔聚苯乙烯树脂后交联反应；4）、对上步树脂中间体的胺化。通过这种方法制得的树脂往往含有较高比重的微孔，平均孔径小于2nm。在应用研究工作中发现，该树脂处理的废水如含有较大分子的污染物（如，腐植酸），其脱附性能欠佳。一方面是由于其较高含量的微孔，在吸附过程中产生了堵塞；另一方面是苯乙烯系树脂的疏水骨架，往往和有机污染物的疏水部分有很强的极性匹配或疏水作用，从而导致吸附饱和后的树脂不容易被脱附，或者说是树脂被污染，影响树脂实际使用寿命。

国内专利CN 101690885 A公开了一种4-乙烯吡啶吸附树脂的制备方法，并进行了相关应用的研究（W.H. Tao, A.M. Li, C. Long, H.M. Qian, D.J. Xu, J. Chen, J. Hazard. Mater. 2011, 175: 111-116）。发现含吡啶基团的该树脂能够在盐含量高、酸碱性较强的废水中选择性去除有机物（如，间苯二甲酸-5-磺酸），但是该树脂骨架的极性及树脂的再生性能都需要进一步改善。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明针对含弱碱基团的吸附树脂在一些废水治理应用中难再生，以及树脂合成步骤繁多的缺陷，提供了一种含吡啶基团中极性骨架吸附树脂及其制备方法，本发明的制备方法步骤简单，只要一步悬浮聚合，且所合成的树脂保持了高吸附量的同时，还具有良好的脱附性能，此外，吡啶作为弱碱基团其稳定性显著高于传统的二甲胺胺化所得的叔胺基。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种含吡啶基团中极性骨架吸附树脂，其结构单元如下：

其中R为：H或CH₃。

树脂的结构特征为不透明、浅黄色（或淡褐色）的球形珠体，树脂的粒径为0.3-0.85mm，含水率为55-70%，弱碱交换容量为1.0-4.0mmol/g，比表面积为200-750m²/g，平均孔径为3-12nm。

本发明的一种含吡啶基团中极性骨架吸附树脂的制备方法，其步骤为：

1）常温下，将分散剂和NaCl溶解于水中，配成水相，其中分散剂和NaCl的质量百分比浓度分别为0.5-1%和5-10%；

2）有机相由乙烯吡啶、交联剂、致孔剂、调节剂、引发剂组成，其中乙烯吡啶和交联剂组成反应物，两者的质量比为：1:8-4:5；致孔剂和反应物的质量比为：1:2-4:1；调节剂和反应物的质量比为：0-1:10；引发剂和反应物的质量比为：1:150-1:50，将上述有机相混合均匀，至引发剂完全溶解；