专利名称：一种丙烯酸系大容量捕集铜离子的伯胺基螯合树脂及其制备方法
技术领域：
本发明属于多胺树脂废水处理领域，更具体地说，涉及一种丙烯酸系大容量捕集铜离子的伯胺基螯合树脂及其制备方法。
背景技术：
根据基本化学骨架结构，螯合树脂可分为聚苯乙烯树脂、聚丙烯酸树脂等，其化学结构是影响吸附和再生性能的重要因素。聚丙烯酸系树脂的骨架结构、机械性能、活性位点及其吸附和再生性能更具优越性。除了化学骨架结构，比表面积、孔道结构及树脂粒径对吸附也具有重要影响。大孔结构树脂较大的比表面积能够提供更多的活性位点进行作用，丰富孔道有利于吸附质扩散传输，有利于吸附。多胺类螯合树脂可通过氮原子上的孤对电子与多种金属离子发生亲和作用，主要通过形成络合物的形式去除重金属离子，尤其对过渡族中金属离子具有优越的选择性吸附性能，对于重金属的配位能力存在叔胺、仲胺、伯胺依次增大的趋势。传统的多胺树脂Purlite S984在重金属废水处理领域已有应用，但是为了满足日益严格的重金属排放标准，具有更高吸附容量和选择性能的材料有待制备。因此可以通过丙烯酸骨架树脂的设计和胺化试剂的选择，制备一种大容量捕集铜离子的伯胺基螯合树月旨，从而提高树脂的吸附量和选择性。刘淑芬等(多胺型螯合树脂的合成和性能研究[J].商丘师范学院学报，2004，20 (5): 101-104)以聚乙二醇(PEG200)为起始剂，以多乙烯多胺(TETA，DETA，EDA)为交联剂，合成螯合树脂。25°C时对Cu2+离子的吸附容量分别达0.94 1.80mmOl g'曲荣君等(新型球状胺基淀粉树脂的合成及性能材料研究学报[J]，2001，15，(4):473-478)以可溶性淀粉和二乙烯三胺为原料合成螯合树脂，对Cu2+离子的吸附容量分别达0.60 999mmol g'但是通过简便的方法合成大容量的伯胺树脂技术难题亟待解决。以丙烯酸甲酯-二乙烯苯为骨架，通过设计树脂骨架物化结构，优化胺解试剂合成大容量伯胺基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吸附材料合成路径复杂，吸附容量偏小的问题，本发明提供了一种丙烯酸系大容量捕集铜离子的伯胺基螯合树脂及其制备方法，该制备方法成本低廉、操作简单，且合成的树脂对铜离子具有超大的吸附容量。2.技术方案本发明的原理:利用丙烯酸系单体，与交联剂、致孔剂混合形成油相，聚合后分别与多种胺解溶剂进行反应得到一系列 伯胺树脂。
本发明的目的通过以下技术方案实现。本发明的一种丙烯酸系大容量捕集铜离子的伯胺基螯合树脂，其结构单元如下:
权利要求
1.一种丙烯酸系大容量捕集铜离子的伯胺基螯合树脂，其特征在于，其结构单元如下:
2.根据权利要求1所述的一种丙烯酸系大容量捕集铜离子的伯胺基螯合树脂，其特征在于，其功能基团含量为2.76 4.71 mmol/g。
3.一种丙烯酸系大容量捕集铜离子的伯胺基螯合树脂的制备方法，其步骤为: (a)水相中加入占水相质量比为0.2^3%的分散剂、占水相质量比为8 23%氯化钠； (b)油相由反应物和致孔剂构成，反应物与致孔剂的重量比为1:0.广2，其中反应物包括单体与交联剂，单体与交联剂的重量比为1:0.04、.3 ； (c)向油相中加入占油相重量百分比0.06 1%的过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈，搅拌并升温； (d)采用悬浮聚合法，控制油珠大小，并升温至65V，聚合f5h;保持相同的转速再升温至75V，聚合反应f5h ;保持相同的转速继续升温至85°C，聚合f5h ;保持相同的转速再升温至95°C，恒温反应2 10h，停止反应； Ce)经索氏抽提器抽提41小时，去除树脂孔道中残留的致孔剂，再经过气流干燥得到白球； (f)将白球浸泡于其体积4 40倍的多胺或多胺与溶胀剂的混合溶液中，其中，在多胺与溶胀剂混合溶液中，溶胀剂占多胺的质量比<20%，溶胀剂为乙醇、二氧六环、二甲酰胺、二甲亚砜中一种或几种混合物，室温溶胀4 24 h后，在14(Tl80°C下进行胺解反应； (g)滤出树脂球体，用水或乙醇或丙酮洗尽树脂中残余的母液，气流干燥得到伯胺基螯合树脂。
4.根据权利要求3中所述的丙烯酸系大容量捕集铜离子的伯胺基螯合树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中所使用的分散剂选自明胶、聚乙烯醇、活性磷酸I丐、古尔胶、羟乙基纤维素、甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠中一种或几种混合物。
5.根据权利要求3中所述的丙烯酸系大容量捕集铜离子的伯胺基螯合树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中，采用的单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种混合物。
6.根据权利要求3中所述的丙烯酸系大容量捕集铜离子的伯胺基螯合树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中，致孔剂的成分是甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、异丙醇、正丁醇、环己醇、液蜡、正庚烷、正辛烷、异辛烷、正癸烷中的一种或几种混合物。
7.根据权利要求3中所述的丙烯酸系大容量捕集铜离子的伯胺基螯合树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中，交联剂选自乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二乙基二烯丙基酯、三甲基丙烯酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、二乙烯苯中的一种或几种混合物。
8.根据权利要求3中所述的丙烯酸系大容量捕集铜离子的伯胺基螯合树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中，在5(Tl00rpm搅拌速度下，升温到3(T60°C，保持I 4h。
9.根据权利要求3中所述的丙烯酸系大容量捕集铜离子的伯胺基螯合树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤(d)中，所述悬浮聚合法采用的转速为5(Tl00rpm，升温速度为I 10。。 / 10 30min。
10.根据权利要求3中所述的丙烯酸系大容量捕集铜离子的伯胺基螯合树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤(f)中，所用的多胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或多乙烯多胺 中的一种。
全文摘要
本发明公开了一种丙烯酸系大容量捕集铜离子的伯胺基螯合树脂及其制备方法，属于多胺树脂废水处理领域。本发明的伯胺基螯合树脂，其结构单元如下，其中，x表示不同胺解试剂的重复结构单元。本发明的伯胺基螯合树脂的制备方法材料来源广泛、成本低廉、操作步骤简单，合成条件易于控制且合成的树脂对铜离子具有超大的吸附容量。
文档编号C08F220/06GK103159888SQ20131010803
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者刘福强, 徐超, 高洁, 巢路, 凌晨, 朱长青, 李爱民 申请人:南京大学