一种大孔强碱性离子交换树脂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及离子交换树脂技术领域，尤其涉及一种大孔强碱性离子交换树脂的制备方法。
【背景技术】
[0002]离子交换树脂是一种化学性质稳定、分子量大、机械强度高、不溶于酸碱及有机溶剂、物化性能稳定、具有离子交换功能的高分子固体材料，一般由碳、氢、氧、氮和硫元素构成，由交联结构的高聚物骨架、骨架上连结的功能基以及功能基上可交换的离子组成。高聚物骨架具有立体的网络结构，高分子链之间相互交联，带有交换基团固定离子的功能基以化学键结合在交联结构的高分子基体上，可交换的离子以离子键和功能基结合，其电性与功能基相反，可以和外界带有同种电荷的离子相互交换，仅有自由电子对而不带电荷的功能基通过自由电子对结合离子、离子化合物和极性分子。电性相反的离子在溶液中可以解离，并在一定条件下可与其他符号相同的离子发生交换反应，其离子交换能力由固定在高分子基体骨架上的活性基团的性质决定。
[0003]离子交换树脂具有离子交换、脱水、脱色、吸附和催化等功能，目前已广泛应用于工程技术、科学研究、日常生活、医学和农业等领域，例如，可用于从生产工业用水中去除杂质、从生产工业废水或尾水中去除有毒有害物质、从稀溶液中富集提取贵重材料、从溶液中提取溶质等，也可用来确定杂质中所含有的各种物质以及研究化学物质的各种成分，还被用于各种有机物质合成工艺的催化剂。
[0004]现有的强碱性离子交换树脂由于结构上存在的交换基团少且空隙小，存在交换容量低，交换速度慢的缺陷，且在离子交换树脂合成的过程中，产物结构复杂，副产物多。
【发明内容】
[0005]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种大孔强碱性离子交换树脂的制备方法，其条件温和，得到的离子交换树脂交换容量高，交换速率快。
[0006]本发明提出的一种大孔强碱性离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤:
[0007]S1、将3，3-双羟甲基-1-氧杂环丁烷加入二氯甲烷中，搅拌均匀后形成溶液A;
[0008]S2、将季戊四醇、二氯甲烷和乙醇加入反应装置中，将反应装置抽真空并通入氮气，然后加入三氟化硼乙醚，搅拌均匀后再滴加溶液A，滴加结束后在冰水浴条件下反应50_60h，反应结束后加入甲醇钠的甲醇溶液终止反应，然后将反应物加入蒸馏水中，经静置、过滤、干燥得到聚醚中间体；
[0009]S3、将2，3-环氧丙基三甲基氯化铵加入N，N- 二甲基甲酰胺和N，N- 二甲基乙酰胺的混合溶液中，然后加入聚醚中间体，去除氧气通氮气后加入引发剂，升温至40-50°C后反应30-40h，反应结束后经洗涤、干燥得到树脂中间体；
[0010]S4、将树脂中间体依次加入乙醇、饱和食盐水、稀盐酸、氢氧化钠溶液中浸泡，然后用去离子水洗净并烘干，得到预处理树脂；
[0011]S5、将预处理树脂加入硝酸镧溶液中，调节体系的pH值为1-3，搅拌2-3h，调节体系的pH值为7-9，搅拌l_3h，然后调节体系的pH值为10-12，搅拌l_4h，静置25_30h后经洗涤、烘干得到所述大孔强碱性离子交换树脂。
[0012]优选地，在S2中，滴加溶液A的过程中，滴加时间为4_5h。
[0013]优选地，在S2中，滴加溶液A的过程中，滴加时间为4.6h
[0014]优选地，在S3中，所述引发剂为甲醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或者多种的组合。
[0015]优选地，在S4中，所述稀盐酸中HCl的质量分数为5-10% ;所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为4-10%。
[0016]优选地，所述大孔强碱性离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤:
[0017]S1、按重量份将150-200份3，3_双羟甲基_1_氧杂环丁烷加入200-500份二氯甲烷中，搅拌均匀后形成溶液A ;
[0018]S2、按重量份将10-15份季戊四醇、100-150份二氯甲烷和30-50份乙醇加入反应装置中，将反应装置抽真空并通入氮气，然后加入50-70份三氟化硼乙醚，搅拌均匀后再滴加350-700份溶液A，其中，滴加时间为4-5h，滴加结束后在冰水浴条件下反应50_60h，反应结束后加入50-100份质量分数为2-3%的甲醇钠的甲醇溶液终止反应，然后将反应物加入蒸馏水中，经静置、过滤、干燥得到聚醚中间体；
[0019]S3、按重量份将80-100份2，3_环氧丙基三甲基氯化铵加入100-250份N，N- 二甲基甲酰胺和50-100份N，N- 二甲基乙酰胺的混合溶液中，然后加入150-300份聚醚中间体，去除氧气通氮气后加入2-5份甲醇钠，升温至40-50°C后反应30-40h，反应结束后经洗涤、干燥得到树脂中间体；
[0020]S4、将树脂中间体依次加入乙醇、饱和食盐水、质量分数为5-10 %的稀盐酸、质量分数为4-10%的氢氧化钠溶液中浸泡，然后用去离子水洗净并烘干，得到预处理树脂；
[0021 ] S5、按重量份将30-50份预处理树脂加入50-100份硝酸镧溶液中，其中，硝酸镧溶液中硝酸镧的质量分数为0.5-2%,调节体系的pH值为1-3，搅拌2-3h后调节体系的pH值为7-9，搅拌l_3h，然后调节体系的pH值为10-12，搅拌l_4h，静置25_30h后经洗涤、烘干得到所述大孔强碱性离子交换树脂。
[0022]优选地，所述大孔强碱性离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤:
[0023]S1、按重量份将170-180份3，3_双羟甲基_1_氧杂环丁烷加入280-360份二氯甲烷中，搅拌均匀后形成溶液A ;
[0024]S2、按重量份将12-15份季戊四醇、120-145份二氯甲烷和38-45份乙醇加入反应装置中，将反应装置抽真空并通入氮气，然后加入58-65份三氟化硼乙醚，搅拌均匀后再滴加500-560份溶液A，其中，滴加时间为4.4-4.8h，滴加结束后在冰水浴条件下反应53_58h，反应结束后加入70-85份质量分数为2.4-2.7%的甲醇钠的甲醇溶液终止反应，然后将反应物加入蒸馏水中，经静置、过滤、干燥得到聚醚中间体；
[0025]S3、按重量份将89-93份2，3_环氧丙基三甲基氯化铵加入180-220份N，N- 二甲基甲酰胺和70-80份N，N- 二甲基乙酰胺的混合溶液中，然后加入200-250份聚醚中间体，去除氧气通氮气后加入3-4份甲醇钠，升温至44-48°C后反应34-37h，反应结束后经洗涤、干燥得到树脂中间体；
[0026]S4、将树脂中间体依次加入乙醇、饱和食盐水、质量分数为7-9 %的稀盐酸、质量分数为6-9%的氢氧化钠溶液中浸泡，然后用去离子水洗净并烘干，得到预处理树脂；
[0027]S5、按重量份将38-46份预处理树脂加入70_85份硝酸镧溶液中，其中，硝酸镧溶液中硝酸镧的质量分数为1-1.6%，调节体系的pH值为2-3，搅拌2.3-2.6h后调节体系的pH值为8-9，搅拌1.6-2.4h，然后调节体系的pH值为10-12，搅拌2.5-3.4h，静置26_28h后经洗涤、烘干得到所述大孔强碱性离子交换树脂。
[0028]优选地，所述大孔强碱性离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤:
[0029]S1、按重量份将175份3，3_双羟甲基_1_氧杂环丁烷加入300份二氯甲烷中，搅拌均匀后形成溶液A ;
[0030]S2、按重量份将14份季戊四醇、130份二氯甲烷和40份乙醇加入反应装置中，将反应装置抽真空并通入氮气，然后加入60份三氟化硼乙醚，搅拌均匀后再滴加550份溶液A，其中，滴加时间为4.5h，滴加结束后在冰水浴条件下反应55h，反应结束后加入80份质量分数为2.6%的甲醇钠的甲醇溶液终止反应，然后将反应物加入蒸馏水中，经静置、过滤、干燥得到聚醚中间体；
[0031]S3、按重量份将90份2，3-环氧丙基三甲基氯化铵加入190份N，N- 二甲基甲酰胺和76份N，N- 二甲基乙酰胺的混合溶液中，然后加入245份聚醚中间体，去除氧气通氮气后加入3.8份甲醇钠，升温至46°C后反应35h，反应结束后经洗涤、干燥得到树脂中间体；
[0032]S4、将树脂中间体依次加入乙醇、饱和食盐水、质量分数为8%的稀盐酸、质量分数为7.6%的氢氧化钠溶液中浸泡，然后用去离子水洗净并烘干，得到预处理树脂；
[0033]S5、按重量份将42份预处理树脂加入80份硝酸镧溶液中，其中，硝酸镧溶液中硝酸镧的质量分数为1.3%，调节体系的pH值为2.6，搅拌2.4h后调节体系的pH值为8.6，搅