同步去除水中硝酸盐和重金属离子的大孔强碱性阴离子交换树脂的制备方法

摘要

本发明公开了一种同步去除水中硝酸盐和重金属离子的苯乙烯系大孔强碱性阴离子交换树脂的制备方法，以苯乙烯、二乙烯基苯、过氧化苯甲酰、液体石蜡、聚乙烯醇、明胶、次甲基蓝、二氯甲烷、1,4-二氯甲氧基丁烷、无水四氯化锡和三乙醇胺为主要原料，经悬浮聚合反应，氯甲基化反应和胺化反应制成。制备过程包括：悬浮聚合法合成苯乙烯二乙烯基苯交联聚合物、苯乙烯二乙烯基苯交联聚合物的氯甲基化反应、氯甲基化苯乙烯二乙烯基苯交联聚合物的胺化反应。制成的树脂粒径范围为0.5～1.5mm，具有孔隙分布均匀、对硝酸盐和重金属离子的吸附能力强等优点，树脂的各种理化性质优良。可应用于水的脱硝酸盐与重金属离子处理工艺中，具有良好的发展前景和实用意义。

主权项

一种同步去除水中硝酸盐和重金属离子的苯乙烯系大孔强碱性阴离子交换树脂的制备方法，其特征在于，该方法以苯乙烯、二乙烯基苯、过氧化苯甲酰、液体石蜡、聚乙烯醇、明胶、次甲基蓝、二氯甲烷、1,4‑二氯甲氧基丁烷、无水四氯化锡和三乙醇胺为主要原料，经悬浮聚合反应，氯甲基化反应和胺化反应制成，具体按如下步骤进行：1）聚合步骤：(1)水相的配制：将质量分数为2.5%的聚乙烯醇（PVA）溶液123.2 mL～314mL、质量分数为2%的明胶溶液32mL～80mL、磷酸三钙4.8g～12g、氯化钠1.6g～4g、质量分数为1‰的次甲基蓝溶液4.8mL～12mL、0.08g～0.2g的EDTA混合均匀备用；(2)油相的配制：将苯乙烯80mL，质量分数为80%的二乙烯基苯4～20mL，过氧化苯甲酰0.8～1.5g，液体石蜡67.2～100mL混合均匀备用；(3)合成工艺：将水相加入具有搅拌、冷凝管、温度计的500mL三口瓶中，开搅拌200r/min，水浴加热至60℃时，加入配好的油相，将搅拌速度提高至400r/min，搅拌15分钟后升温至75℃，保温2h；再升温至80℃，保温1～2h；最后升温至90℃～95℃保温4小时；反应结束后，用0.5mm孔径的标准筛过滤，得白色珠状树脂，依次用70℃～85℃热水、1mol/L盐酸、去离子水清洗后于45℃干燥；干燥后转移至100目尼龙袋中用无水乙醇在索氏提取器抽提12h，用去离子水将树脂清洗至无乙醇味，再经45℃干燥后即得白色珠状大孔树脂；2）氯甲基化反应步骤：将20g白色珠状大孔树脂加入带有搅拌器的三口瓶中，加入200mL二氯甲烷与35.96g的1,4‑二氯甲氧基丁烷（BCMB），溶胀过夜，次日加入22.5mL无水四氯化锡，在200转/min搅拌下，室温反应6h，反应结束后，加入1mol/L稀盐酸搅拌5分钟后，过滤并弃去氯化母液，得到氯球；然后用氯球体积1.5倍的1,4‑二氧六环洗涤1～2遍，再用大量去离子水洗涤至水中不含氯离子，最后再用1.5倍氯球体积的无水乙醇洗涤2～3遍，经45℃干燥后，得氯甲基化苯乙烯交联微球；3）胺化反应步骤：将20g氯甲基化苯乙烯交联微球加入具有搅拌器、冷凝管、温度计的500mL三口瓶，加入100mL二甲基亚砜浸泡过夜，次日加入理论用量8～10倍的三乙醇胺，于200r/min搅拌下，95℃反应8至10小时；待反应结束后，过滤并弃去胺化母液，依次用两倍树脂体积的乙醇和去离子水洗涤2～3遍，然后将树脂重新加入三口瓶中，用稀盐酸调pH值为2.5左右，在200转/min搅拌速度下保温1.5小时，反应完全后用去离子水洗涤至中性，45℃干燥后，再用无水乙醇在索氏提取器中抽提2～3小时，即得白色大孔苯乙烯‑二乙烯基苯强碱性阴离子交换树脂。