[发明专利]一种功能基化超高交联树脂及其制备方法

说明书

一种功能基化超高交联树脂及其制备方法，属于树脂合成领域。本发明解决了现有技术中以氯甲基化的苯乙烯二乙烯苯共聚物为骨架制备功能基化超高交联树脂时，氯甲基降低树脂的超高交联程度，以及较大的官能团占据孔道空间，不利于吸附质在树脂内部的传质的问题。本发明以苯乙烯‑二乙烯基苯为骨架，利用硝化试剂硝化超高交联树脂，再用还原剂将硝基还原为胺基，在超高交联树脂骨架中引入含氮、氧元素的官能团，从而制备出一系列硝化还原树脂，可用于高吸附性能的树脂合成、芳香化物的生产废水治理、资源回收和硝基苯酚的环境分析等领域。

技术领域

本发明属于树脂合成领域，具体涉及一种功能基化超高交联树脂及其制备方法。

背景技术

以苯乙烯为单体、二乙烯基苯为交联剂的树脂机械性能优异，具有较高的比表面积、丰富的孔道结构、较大的吸附容量，已经广泛应用于污水治理、资源回收等领域。这类树脂包括：大孔吸附树脂、超高交联树脂和功能基化树脂。

而功能基化是通过化学修饰的手段在大孔树脂和超高交联树脂的表面引入一些特殊的官能团，以达到改变树脂的物理化学性质，进一步地提高树脂对某一类吸附质的吸附选择性和吸附量的目的。

用于极性芳香族化合物吸附的树脂，其制备一般是以氯甲基化的苯乙烯二乙烯苯共聚物为基础，接入含胺基、酚羟基、羧基、羰基等基团的官能团，这些官能团通过氢键和π-π共轭与芳香族化合物的极性取代基和苯环作用。但氯甲基同时也是在树脂后交联阶段形成亚甲基桥的关键。所以用氯甲基进行化学修饰必然影响树脂超高交联程度。此外，较大的官能团同时也会占据孔道空间，不利于吸附质在树脂内部的传质。因而，寻找一种新的树脂功能基化方案具有重要意义。

发明内容

针对目前以氯甲基化的苯乙烯二乙烯苯共聚物为骨架制备功能基化超高交联树脂时，氯甲基降低树脂的超高交联程度，以及较大的官能团占据孔道空间，不利于吸附质在树脂内部的传质的问题，本发明提供了一种功能基化超高交联树脂及其制备方法。

本发明所述的功能基化超高交联树脂是以苯乙烯-二乙烯基苯为骨架，利用硝化试剂硝化超高交联树脂，再用还原剂将硝基还原为胺基，在超高交联树脂骨架中引入含氮、氧元素的官能团获得的。

本发明所述的功能基化超高交联树脂的制备方法，包括以下几个步骤：

(1)将氯球置于溶胀剂中，进行溶胀；

(2)然后加入催化剂，搅拌使之升温到80℃，保持温度反应4h，过滤出树脂，进行清洗、干燥处理，获得后交联树脂；

(3)取后交联树脂于溶胀剂中，进行溶胀；

(4)然后加入硝化试剂，体系温度控制在22℃～80℃，继续反应1h～10h，过滤出树脂，进行清洗、干燥处理，获得硝化树脂；

(5)取硝化树脂于溶剂中，进行溶胀；

(6)然后加入还原剂，体系升温到110℃，在该温度下反应10h，过滤出树脂，进行清洗、干燥，获得功能基化超高交联树脂。

优选地：

步骤(1)所述氯球为氯甲基化的苯乙烯-二乙烯基苯的共聚物，氯球添加量为每50ml溶胀剂中添加氯球量为6g，室温下溶胀12小时，所述溶胀剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、氯苯、1,2-二氯乙烷、硝基苯中的一种或几种的混合物，当溶胀剂为混合物时，各种溶胀剂之间按任意比混合。

步骤(2)所述催化剂的添加量为每50ml溶胀剂中添加催化剂为1.2g，所述催化剂为无水氯化锌、无水氯化铁、无水氯化铝中的一种或几种的混合物，当催化剂为混合物时，各种催化剂之间按任意比混合。

步骤(3)所述后交联树脂为每50mL的溶胀剂中添加5g交联树脂，室温溶胀2h，所述溶胀剂为1,2-二氯乙烷、硝基苯、水、盐酸、丙酮中的一种或几种的混合物，当溶胀剂为混合物时，各种溶胀剂之间按任意比混合。