[发明专利]一种五氧化二钒吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阴离子交换树脂的制备方法，特别是一种五氧化二钒吸附剂的制备方法。

背景技术

我国从石煤中提钒由70年代开始。南方各省直接从石煤中提取高品位五氧化二钒(w(V2O5)＞98％)产品，远销美、日、西德和比利时等国，已取得较大成绩。我国20世纪70年代初进行了一系列离子交换提钒的试验，到90年代初，用717离子交换树脂法对石煤提钒工艺已在湖北通城、丹江口等地应用于生产。目前，离子交换法也成功地用于废钒催化剂的提钒。该法优点是流程短、原材料消耗少、污染环境小、沉钒母液可循环利用、回收率可高达98％、产品的纯度高。缺点是离子交换树脂具有选择性，操作条件苛刻。

CN 102161757 A提供了一种提钒专用树脂及其制备方法，制备方法包括下列步骤：(1)将有机胺与钒化合物混合反应，得到钒酸根离子与有机胺螯合的浆状物；(2)将所述的浆状物与交联剂混合反应，得到预交联的浓浆；(3)将预交联的浓浆和交联剂加入油相反应，然后收集其中的凝胶树脂珠；(4)将凝胶树脂珠用洗脱剂洗脱，得到提钒专用树脂。本发明为一种高功能基含量的多胺缩聚型离子交换树脂，钒吸附量高，不需要频繁再生，运行成本低。运用本发明的提钒专用树脂，有助于进行清洁生产，从而逐步取代提钒行业目前的高污染开采方法

目前提钒工业上常用的离子交换树脂为D201，D301，D290等传统的聚苯乙烯为基体的阴离子交换树脂，而当前采用离子交换树脂提钒的实际吸附量仍然偏低，实际应用中一般低于90mg/g；树脂在使用过程中很容易就达到饱和吸附量，需要反复再生、频繁更新，导致提钒总成本较高。采用有机胺与钒化合物参与聚合反应的方式，会影响到聚合的均匀性，造成长期使用后树脂强度降低，影响了在工业装置中的使用效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种五氧化二钒吸附剂的制备方法。

在苯乙烯交联聚合中加入共聚单体N-(4-溴苯基)马来酰亚胺，1，1-二氟-2，2-二氯乙烯，1，1，3，3，3-五氟-1-丙烯；生成骨架上带有酰亚胺基团和氟元素的聚合物，再经过氯甲基化，胺化等反应，制得含有胺基和酰亚胺基团的阴离子交换树脂。用于提取五氧化二钒，具备高功能基含量，吸附量高，使用寿命长等优点。

一种五氧化二钒吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1.水相的配制

按重量份计，在压力反应釜中内加入100份纯水0.5-2份有机化学分散剂(优选1.5份)，搅拌均匀；

所述化学分散剂选自聚乙烯醇、明胶或羟甲基纤维素等，优选明胶。

步骤2.油相的配制

按重量份计，将100份苯乙烯、5-30份二乙烯基苯，1-5份N-(4-溴苯基)马来酰亚胺，1-5份1，1-二氟-2，2-二氯乙烯，0.05-0.5份1，1，3，3，3-五氟-1-丙烯混合，再加入0.5-5份过氧化物引发剂(优选2份)、10-40份致孔剂，(优选30份)，搅拌均匀。

步骤3.悬浮聚合反应

将步骤2烧杯中配好的油相溶液加到步骤1中装有已配制水相的压力反应釜中，在70-110℃反应10-24h，反应结束后放料，水洗微球至水清澈，烘干后将致孔剂抽提干净，得到产品白球.

步骤4.氯甲基化反应

将白球浸泡于其重量2-5倍(优化为3倍)的氯甲醚中，加入白球重量的20-50％(优化为30％)的氯化锌作催化剂，在20-45℃(优化为40℃)温度下进行氯甲基化反应，反应15-48h(优化为24h)，得到氯甲基化低交联大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂，简称氯球。

步骤5.胺化反应

氯甲基化聚苯乙烯球体溶胀于2-5倍(重量比)三甲胺中，优化为3倍(重量比)，于50℃-100℃(优化为80℃)搅拌反应10-20h，(优化为15h)，反应结束，制得提取五氧化二钒用吸附材料。

步骤2所述交联剂优选二乙烯苯.

步骤2所述致孔剂选自白油，溶剂油，甲苯等，优选甲苯.

步骤2所述N-(4-溴苯基)马来酰亚胺为市售产品，如北京精华耀邦医药科技有限公司生产的产品，阿法埃莎(天津)化学有限公司生产的产品等，结构式如下：

步骤2所述1，1-二氟-2，2-二氯乙烯为市售产品，如杭州宝凯生物化学品有限公司生产的产品等，结构式如下：CF₂＝CCl₂

本发明的有益效果：