用于一氧化氮纯化的多孔聚合物吸附剂的制备方法与流程

本发明属于吸附剂，具体涉及一种用于一氧化氮纯化的多孔聚合物吸附剂的制备方法。

背景技术：

1、一氧化氮在医学领域和电子元件制造领域中起着重要作用。在医学领域中，利用吸入一氧化氮可选择性降低肺动脉高压，可用于治疗肺动脉高压、高原型肺水肿、海水型呼吸奢迫症、新生儿呼吸窘迫综合症等疾病。在电子元件制造领域中，高纯一氧化氮作为一种电子气体，可用于半导体光电器件研制生产的介质膜工艺以及栅极氧化物氮化工艺。

2、目前一种较为广泛的一氧化氮生产方式为采用亚硝酸钠与稀硫酸反应制得一氧化氮。但在生产过程中由于空气渗入以及溶解在原料本身的杂质，往往会产生co2、no2、n2o、n2、so2、水蒸气等杂质。其中co2、no2、so2等酸性气体一般可以经过碱洗完成除杂，n2、o2为非反应产物，可以通过前期对反应装置和原料的预处理解决空气进入的影响。水蒸气以及n2o虽然可以通过精馏除去，但精馏设备成本较高，此外液态no是一种极其敏感的易爆物，使用精馏除杂不利于大规模安全生产。另一种一氧化氮纯化净化技术是利用各种吸附剂进行吸附。现有的吸附剂易导致一氧化氮发生歧化或者氧化反应或是吸附剂本身孔径较大，吸附能力有限，且此类吸附剂依赖进口，成本较高。

3、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于一氧化氮纯化的多孔聚合物吸附剂的制备方法，其成本低，吸附率高，可用于工业化生产。此外本发明的多孔聚合物吸附剂能够吸附分离no2和水分，同时可以有效抑制no歧化为no2和n2o。

2、为了实现上述目的，本发明一具体实施例提供的技术方案如下：一种用于一氧化氮纯化的多孔聚合物吸附剂的制备方法，其包括：

3、制备微球模板：将模板单体和第一引发剂混合得到第一溶液，将所述第一溶液滴加入含有乳化剂的去离子水中乳化，得到第一乳液，将所述第一乳液水浴加热进行乳液聚合反应，得到模板乳液；其中，所述模板单体选自丙烯酸类单体、丙烯酸酯类单体和丙烯酸酸酐类单体中的一种或多种；

4、制备介孔微球：将壁材单体与模板乳液混合得到第二溶液，并添加第二引发剂水浴加热乳液聚合反应得到微球乳液；调节微球乳液的ph介于8-12之间，水浴加热进行水解反应得到第二乳液；其中，所述壁材单体选自苯乙烯、丙烯酸类单体、丙烯酸酯类单体和丙烯酰胺类单体中的一种或多种；

5、聚丙烯酰胺交联：将交联单体和第三引发剂混合得到第三溶液，将第三溶液倒入所述第二乳液中混合，水浴加热进行单体聚合反应得到第三乳液；其中，所述交联单体选自丙烯酰胺类单体、丙烯酸类单体和丙烯腈类单体中的一种或多种；

6、干燥：将所述第三乳液抽滤，并真空干燥得到颗粒状多孔聚合物吸附剂。

7、在本发明的一个或多个实施例中，所述模板单体选自丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、2-苄基丙烯酸和丙烯酸酐中的一种或多种。

8、在本发明的一个或多个实施例中，所述第一引发剂选自过氧化苯甲酰胺和偶氮二异丁腈中的一种或多种。

9、在本发明的一个或多个实施例中，所述乳化剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、司盘60和吐温80中的一种或多种。

10、在本发明的一个或多个实施例中，壁材单体选自苯乙烯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、对甲基肉桂酸、丙烯酸酐、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺中的一种或多种。

11、在本发明的一个或多个实施例中，所述第二引发剂和所述第三引发剂选自偶氮二异庚腈盐酸盐、过硫酸铵和过硫酸钾中的一种或多种。

12、在本发明的一个或多个实施例中，所述交联单体选自丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺和n,n'-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或多种。

13、在本发明的一个或多个实施例中，在所述制备微球模板步骤中，所述水浴加热温度介于50℃-80℃之间；和/或，所述乳液聚和反应时间介于3h-6h之间。

14、在本发明的一个或多个实施例中，所述制备介孔微球的步骤中，所述水浴加热温度介于50℃-80℃之间；和/或，所述乳液聚和反应时间介于4h-8h之间；和/或，所述微球乳液水解反应时间介于2h-6h之间，水解温度介于75℃-95℃之间。

15、在本发明的一个或多个实施例中，所述聚丙烯酰胺交联步骤中，水浴加热温度介于50℃-80℃之间。

16、在本发明的一个或多个实施例中，所述干燥步骤中，干燥温度介于60℃-110℃之间，干燥时间介于10h-20h之间。

17、与现有技术相比，本发明的用于一氧化氮纯化的多孔聚合物吸附剂的制备方法，其成本低廉，制得的吸附剂吸附效率高。该多孔聚合物吸附剂在经过丙烯酸改性后中空微球中富集高亲水性的羧酸基团，具有较高的比表面积，提供显著的吸水保水能力，微球表面的介孔结构提供了引导气体进出微球的交换路径。交联后的聚丙烯酰胺多孔网状结构一方面因为富集胺基也拥有较好的吸附能力，另一方面提供支撑作用，其使整个吸附剂具有优异的机械强度和可加工性能。

技术特征：

1.一种用于一氧化氮纯化的多孔聚合物吸附剂的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于一氧化氮纯化的多孔聚合物吸附剂的制备方法，其特征在于，所述模板单体选自丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、2-苄基丙烯酸和丙烯酸酐中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的用于一氧化氮纯化的多孔聚合物吸附剂的制备方法，其特征在于，所述第一引发剂选自过氧化苯甲酰胺和偶氮二异丁腈中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的用于一氧化氮纯化的多孔聚合物吸附剂的制备方法，其特征在于，所述乳化剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、司盘60和吐温80中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的用于一氧化氮纯化的多孔聚合物吸附剂的制备方法，其特征在于，壁材单体选自苯乙烯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、对甲基肉桂酸、丙烯酸酐、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的用于一氧化氮纯化的多孔聚合物吸附剂的制备方法，其特征在于，所述第二引发剂和所述第三引发剂选自偶氮二异庚腈盐酸盐、过硫酸铵和过硫酸钾中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的用于一氧化氮纯化的多孔聚合物吸附剂的制备方法，其特征在于，所述交联单体选自丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺和n,n'-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的用于一氧化氮纯化的多孔聚合物吸附剂的制备方法，其特征在于，在所述制备微球模板步骤中，所述水浴加热温度介于50℃-80℃之间；和/或，所述乳液聚和反应时间介于3h-6h之间。

9.根据权利要求1所述的用于一氧化氮纯化的多孔聚合物吸附剂的制备方法，其特征在于，所述制备介孔微球的步骤中，所述水浴加热温度介于50℃-80℃之间；和/或，所述乳液聚和反应时间介于4h-8h之间；和/或，所述微球乳液水解反应时间介于2h-6h之间，水解温度介于75℃-95℃之间。

10.根据权利要求1所述的用于一氧化氮纯化的多孔聚合物吸附剂的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯酰胺交联步骤中，水浴加热温度介于50℃-80℃之间。

11.根据权利要求1所述的用于一氧化氮纯化的多孔聚合物吸附剂的制备方法，其特征在于，所述干燥步骤中，干燥温度介于60℃-110℃之间，干燥时间介于10h-20h之间。

技术总结
本发明公开了一种用于一氧化氮纯化的多孔聚合物吸附剂的制备方法，其包括：将模板单体和第一引发剂混合得到第一溶液，将第一溶液滴加入含有乳化剂的去离子水中乳化得到第一乳液，将第一乳液水浴加热进行乳液聚合反应得到模板乳液；将壁材单体与模板乳液混合得到第二溶液，并添加第二引发剂水浴加热乳液聚合反应得到微球乳液；调节微球乳液的pH介于8‑12之间，水浴加热进行水解反应得到第二乳液；将交联单体和第三引发剂混合得到第三溶液，将第三溶液倒入第二乳液中混合，水浴加热进行单体聚合反应得到第三乳液；将第三乳液抽滤，并真空干燥得到颗粒状多孔聚合物吸附剂。该制备方法成本低，方法简单，制得的吸附剂吸附率高。

技术研发人员：张启帆,孙志飞
受保护的技术使用者：金宏气体股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12