专利名称：一种含吡啶基团中极性骨架吸附树脂及其制备方法
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. ff.Meng, X. T. Li, X. Zhang, J. Z. Zheng, ff. M. Zhang, B. J. Pan, J. L. Chen, Environ.Sc1. 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 FunctionalPolymers, 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:
权利要求
1.一种含吡啶基团中极性骨架吸附树脂，其特征在于其结构单元如下:
2.根据权利要求1所述的一种含吡啶基团中极性骨架吸附树脂，其特征在于树脂的粒径为0.3-0.85mm,含水率为55_70%，弱碱交换容量为1.0-4.0mmoI/g,比表面积为200-750m2/g，平均孔径为 3_12nm。
3.一种含吡啶基团中极性骨架吸附树脂的制备方法，其步骤为: I)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； 3)将水相倒入反应器中，再将有机相倒入反应器中，水相和有机相的体积比为1:2-2:1 ;通入氮气吹扫反应器5-10分钟，吹扫结束后关闭氮气并开始搅拌，搅拌速度为100-250 rpm,使有机相在 水相中分散成300-900 μ m的油珠，升温至40_55°C，反应2_6小时后升温至60-75°C，反应4-8小时，再继续升温至80-95°C，反应5_15小时，冷却后，经过后处理即得含吡啶基团中极性骨架吸附树脂。
4.根据权利要求3所述的一种含吡啶基团中极性骨架吸附树脂的制备方法，其特征在于步骤I)中所述分散剂为甲基羟丙基纤维素、甲基纤维素、明胶、聚乙烯醇或羟乙基纤维素中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种含吡啶基团中极性骨架吸附树脂的制备方法，其特征在于步骤2)中所述的乙烯吡啶是2-乙烯吡啶；步骤2)中所述的交联剂为甲基丙烯酸烯丙酯、双甲基丙烯酸二乙二醇酯、三聚异氰酸烯丙酯或衣康酸烯丙酯中的一种或两种的混合物；步骤2)中所述的致孔剂为甲苯、二氯乙烷、二甲苯、异丁醇、异戊醇、庚醇或环己醇中的一种；步骤2)中所述的调节剂为二乙烯基苯、二乙二醇二甲醚、戊硫醇或油酸中的一种或几种的混合物；步骤2)中所述的引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈或偶氮二异丁酸二甲酯中的一种。
6.根据权利要求4或5所述的一种含吡啶基团中极性骨架吸附树脂的制备方法，其特征在于步骤3)中所述后处理是指用水蒸气蒸馏去除并回用致孔剂。
全文摘要
本发明公开了一种含吡啶基团中极性骨架吸附树脂及其制备方法，属于高分子吸附树脂技术领域。本发明的树脂粒径为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。其制备步骤为1)将分散剂和NaCl溶解于水中，配成水相；2)乙烯吡啶、交联剂、致孔剂、调节剂、引发剂组成有机相；3)将水相和有机相先后加入反应器中，通入氮气去除反应器中的氧气，搅拌至有机相在水相中分散为合适粒径后升温反应，然后冷却至室温，蒸出致孔剂，洗涤并烘干即得。本发明的树脂对中极性和极性有机物有很好的去除效果，可用于相关废水的治理；且该树脂的合成步骤简单，单体转化率高。
文档编号B01J20/30GK103071469SQ201310046350
公开日2013年5月1日 申请日期2013年2月6日 优先权日2013年2月6日
发明者蔡建国, 吕路, 张炜铭, 潘丙才, 赵昕, 林原, 苏双喜 申请人:江苏南大金山环保科技有限公司