專利名稱：一種陰離子交換樹脂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陰離子交換樹脂的制備方法，屬于化工材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前二氧化碳脫除機(jī)采用的吸收劑是活性炭，存在的主要問(wèn)題是吸收效率低，吸 收容量小，在凈化二氧化碳的同時(shí)會(huì)將一定量的氧氣帶入庫(kù)中，導(dǎo)致氣調(diào)庫(kù)內(nèi)的氧氣濃度 變化很大。吸收劑分子篩吸水強(qiáng)烈，水和二氧化碳存在著競(jìng)爭(zhēng)吸附作用，當(dāng)空氣濕度大時(shí)會(huì) 嚴(yán)重影響對(duì)二氧化碳的吸收效率。其他的吸附材料如分子篩、碳纖維同樣存在相似的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種陰離子交換樹脂的制備方法，該制備方法生成的陰離子交換樹 脂能克服活性炭等吸收劑吸收率低，吸收容量小等缺陷，且吸收完畢后可以用熱空氣再生。制備步驟為1.制備載體；以苯乙烯為單體，二乙烯苯為交聯(lián)劑，添加致孔劑，致孔劑為100號(hào) 汽油，或液體石蠟、異戊醇與甘油、甲苯其中之一的混合物，液體石蠟、甲苯、異戊醇比例為 體積比1 0.5 2 0.5 2，或者液體石蠟、甘油、異戊醇比例為1 0.5 2 0. 5 2 ； 單體、交聯(lián)劑與致孔劑的體積比為1 0.1 0.25 0.1 0.4;分散劑是濃度為0.5%的 十二烷基苯磺酸鈉或濃度為0. 5-1. 5%的聚乙二醇；引發(fā)劑是濃度為0. 1-1%的過(guò)氧化苯 甲酰；在80 120°C溫度下進(jìn)行油相和水相的懸浮聚合8小時(shí)以上；油相是包括苯乙烯、二 乙烯苯、致孔劑的部分，水相是包括分散劑水溶液的部分；油相和水相的體積比為1 2 8 ；油相中成份的重量比為苯乙烯占50 % 90 %交聯(lián)劑占3% 20%致孔劑占2 % 30 %引發(fā)劑占0.2 0.5%水相中的分散劑十二烷基苯磺酸鈉或者聚乙二醇占0. 5 2% ；上述懸浮聚合物用攪拌器在70-250轉(zhuǎn)/分鐘速度攪拌后經(jīng)洗滌、抽提后，得到高 分子大孔結(jié)構(gòu)的苯乙烯共聚物載體，其物理形態(tài)粒徑為0. 25 1. 2mm的白色小球，簡(jiǎn)稱為 載體；載體內(nèi)部分布著大量的微孔；2.氯甲基化；以濃度為40-70%氯甲醚作試劑，在50 60°C下，浸泡載體，載體 與氯甲醚的體積比為1 2-5倍，加入氯化鋅，氯化鋅與氯甲醚之間的質(zhì)量百分比為 10% 100%;攪拌器在70-200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌，做催化劑反應(yīng)5小時(shí)以上；取出清洗3遍以 上，得到氯甲基化的高分子大孔結(jié)構(gòu)的苯乙烯共聚物載體，簡(jiǎn)稱氯球，物化特征顏色仍然為 白色，呈酸性，有刺激性氣味；3.胺化反應(yīng)；以濃度為80%以上的乙醇、四氫呋喃、甲縮醛之一做有機(jī)溶劑，濃度為80%以上的三乙烯四胺、四乙烯五胺和多乙烯多胺，其胺數(shù)大于5的復(fù)配液做胺化試劑， 三乙烯四胺，四乙烯五胺和多乙烯多胺的比例關(guān)系為1 0 1. 5 0 1 ；將氯球放入反 應(yīng)器，放入有機(jī)溶液浸泡溶脹1小時(shí)以上，滴加胺化試劑，用0. 5 2小時(shí)加完，攪拌器在 70-250轉(zhuǎn)/分鐘攪拌反應(yīng)溶液；反應(yīng)溫度為0 70°C，反應(yīng)時(shí)間3 8小時(shí)，過(guò)濾后用蒸餾 水將產(chǎn)物洗到中性；反應(yīng)得到陰離子交換樹脂，顏色為淡黃色，粒徑為0. 25 1. 2mm圓形的 小球；接著進(jìn)行后處理，即在反應(yīng)完畢后用水溶劑對(duì)陰離子交換樹脂進(jìn)行浸泡處理，水溶液 指DBH2O與堿性物質(zhì)、鹽類、糖類等親水化合物之一構(gòu)成的，濃度為1-20%，用量為陰離子交 換樹脂的2-6倍，浸泡的時(shí)間為5小時(shí)以上，最終得到優(yōu)化后的陰離子交換樹脂。有益效果本發(fā)明可以對(duì)1-10%濃度的二氧化碳進(jìn)行吸收凈化，吸收完畢后可以 用熱空氣再生；并且吸收率高，不會(huì)因?yàn)榭諝獾臐穸榷绊懚趸嫉奈章省?br> 具體實(shí)施例方式實(shí)施例一1.制備載體。反應(yīng)在IOOOml燒瓶中進(jìn)行。苯乙烯100ml，二乙烯苯10ml，添加致 孔劑為液體石蠟-甘油-異戊醇按照2 1 1比例配置20ml，分散劑為十二烷基苯 磺酸鈉500ml和引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰lg。在100°C溫度下進(jìn)行懸浮聚合，攪拌轉(zhuǎn)速120轉(zhuǎn) /分鐘，反應(yīng)12小時(shí)，形成高分子大孔結(jié)構(gòu)的苯乙烯共聚物載體；反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)蒸餾水洗滌，在脂肪提取器上用丙酮抽提12小時(shí)，形成有孔結(jié)構(gòu)的球 狀苯乙烯聚合物。2.氯甲基化。取300ml濃度為40%的氯甲醚作試劑，在50°C下，浸泡載體120ml， 加入氯化鋅20g做催化劑，攪拌轉(zhuǎn)速90轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)6小時(shí)；產(chǎn)物取出清洗3遍，得到的 產(chǎn)物稱為氯球。3.胺化反應(yīng)。以四氫呋喃做溶劑，三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺的 2:1: 1復(fù)配液300ml做胺化試劑；即將氯球120ml放入反應(yīng)器，放入有機(jī)溶液浸泡溶脹 1小時(shí)，緩慢滴加胺化試劑，用1.5小時(shí)加完。溫度升高至40°C，攪拌轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)，反應(yīng)5小 時(shí)，得到陰離子交換樹脂；在反應(yīng)完畢后用特定DBH2CK高純水)為溶劑配制5%的氫氧化鈉 溶液500ml，浸泡的時(shí)間為5小時(shí)；最終得到優(yōu)化后的陰離子交換樹脂。實(shí)施例二1.制備載體。反應(yīng)在IOOOml燒瓶中進(jìn)行。苯乙烯100ml，二乙烯苯10ml，添加致 孔劑為液體石蠟-甘油-異戊醇按照2 1 2比例配置25ml，分散劑為1.5%十二烷基 苯磺酸鈉300ml和引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰0. 5g。在120°C溫度下進(jìn)行懸浮聚合，攪拌轉(zhuǎn)速115 轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)11小時(shí)，形成高分子大孔結(jié)構(gòu)的苯乙烯共聚物載體；反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)蒸餾水洗滌，在脂肪提取器上用丙酮抽提12小時(shí)，形成有孔結(jié)構(gòu)的苯 乙烯聚合物。2.氯甲基化。取300ml濃度為40%的氯甲醚作試劑，在55°C下，浸泡載體120ml， 加入氯化鋅(ZnCl2) 25g做催化劑，攪拌轉(zhuǎn)速100轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)6小時(shí)；固體材料取出清洗 5遍，得到的產(chǎn)物稱為氯球。3.胺化反應(yīng)。以甲縮醛做溶劑，三乙烯四胺、四乙烯五胺的2 3復(fù)配液300ml做 胺化試劑；即將氯球120ml放入反應(yīng)器，放入有機(jī)溶液浸泡溶脹1小時(shí)，緩慢滴加胺化試劑，用1小時(shí)加完。溫度升高至45°C，攪拌轉(zhuǎn)速250轉(zhuǎn)，反應(yīng)5小時(shí)，得到陰離子交換樹脂；在反 應(yīng)完畢后用特定DBH2CK高純水)為溶劑配制2%的蔗糖溶液600ml，浸泡的時(shí)間為7小時(shí)； 最終得到優(yōu)化后的陰離子交換樹脂。實(shí)施例三1.制備載體。反應(yīng)在IOOOml燒瓶中進(jìn)行。苯乙烯100ml，二乙烯苯10ml，添加致 孔劑為液體石蠟-甲苯-異戊醇按照1 2 1比例配置20ml，分散劑為十二烷基苯 磺酸鈉360ml和引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰lg。在90°C溫度下進(jìn)行懸浮聚合，攪拌轉(zhuǎn)速140轉(zhuǎn)/ 分鐘，反應(yīng)16小時(shí)，形成高分子大孔結(jié)構(gòu)的苯乙烯共聚物載體；反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)蒸餾水洗滌，在脂肪提取器上抽提12小時(shí)，形成有孔結(jié)構(gòu)的苯乙烯聚 合物。2.氯甲基化。取300ml濃度為40%的氯甲醚作試劑，在55°C下，浸泡載體120ml， 加入氯化鋅(ZnCl2) 30g做催化劑，攪拌轉(zhuǎn)速120轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)6小時(shí)；固體材料取出清洗 5遍，得到的產(chǎn)物稱為氯球。3.胺化反應(yīng)。以乙醇做溶劑，三乙烯四胺300ml做胺化試劑；即將氯球120ml放 入反應(yīng)器，放入有機(jī)溶液浸泡溶脹1小時(shí)，緩慢滴加胺化試劑，用2小時(shí)加完。溫度升高 至55°C，攪拌轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)9小時(shí)，得到陰離子交換樹脂；在反應(yīng)完畢后用特定 DBH2O(高純水)為溶劑配制2%的氯化鈉溶液500ml，浸泡的時(shí)間為6小時(shí)；最終得到優(yōu)化 后的陰離子交換樹脂。
權(quán)利要求
一種陰離子交換樹脂的制備方法，其特征在于制備步驟為1).制備載體；以苯乙烯為單體，二乙烯苯為交聯(lián)劑，添加致孔劑，致孔劑為100號(hào)汽油，或液體石蠟、異戊醇與甘油、甲苯其中之一的混合物，液體石蠟、甲苯、異戊醇比例為體積比1∶0.5～2∶0.5～2，或者液體石蠟、甘油、異戊醇比例為1∶0.5～2∶0.5～2；單體、交聯(lián)劑與致孔劑的體積比為1∶0.1～0.25∶0.1～0.4；分散劑是濃度為0.5％的十二烷基苯磺酸鈉或濃度為0.5 1.5％的聚乙二醇；引發(fā)劑是濃度為0.1 1％的過(guò)氧化苯甲酰；在80～120℃溫度下進(jìn)行油相和水相的懸浮聚合8小時(shí)以上；油相是包括苯乙烯、二乙烯苯、致孔劑的部分，水相是包括分散劑水溶液的部分；油相和水相的體積比為1∶2～8；油相中成份的重量比為苯乙烯占50％～90％交聯(lián)劑占3％～20％致孔劑占2％～30％引發(fā)劑占0.2～0.5％水相中的分散劑十二烷基苯磺酸鈉或者聚乙二醇占0.5～2％；上述懸浮聚合物用攪拌器在70 250轉(zhuǎn)/分鐘速度攪拌后經(jīng)洗滌、抽提后，得到高分子大孔結(jié)構(gòu)的苯乙烯共聚物載體，其物理形態(tài)粒徑為0.25～1.2mm的白色小球，簡(jiǎn)稱為載體；載體內(nèi)部分布著大量的微孔；2).氯甲基化；以濃度為40 70％氯甲醚作試劑，在50～60℃下，浸泡載體，載體與氯甲醚的體積比為1∶2 5倍，加入氯化鋅，氯化鋅與氯甲醚之間的質(zhì)量百分比為1％～10％∶100％；攪拌器在70 200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌，做催化劑反應(yīng)5小時(shí)以上；取出清洗3遍以上，得到氯甲基化的高分子大孔結(jié)構(gòu)的苯乙烯共聚物載體，簡(jiǎn)稱氯球，物化特征顏色仍然為白色，呈酸性，有刺激性氣味；3).胺化反應(yīng)；以濃度為80％以上的乙醇、四氫呋喃、甲縮醛之一做有機(jī)溶劑，濃度為80％以上的三乙烯四胺、四乙烯五胺和多乙烯多胺，其胺數(shù)大于5的復(fù)配液做胺化試劑，三乙烯四胺，四乙烯五胺和多乙烯多胺的比例關(guān)系為1∶0～1.5∶0～1；將氯球放入反應(yīng)器，放入有機(jī)溶液浸泡溶脹1小時(shí)以上，滴加胺化試劑，用0.5～2小時(shí)加完，攪拌器在70 250轉(zhuǎn)/分鐘攪拌反應(yīng)溶液；反應(yīng)溫度為0～70℃，反應(yīng)時(shí)間3～8小時(shí)，過(guò)濾后用蒸餾水將產(chǎn)物洗到中性；反應(yīng)得到陰離子交換樹脂，顏色為淡黃色，粒徑為0.25～1.2mm圓形的小球；接著進(jìn)行后處理，即在反應(yīng)完畢后用水溶劑對(duì)陰離子交換樹脂進(jìn)行浸泡處理，水溶液指DBH2O與堿性物質(zhì)、鹽類、糖類等親水化合物之一構(gòu)成的，濃度為1 20％，用量為陰離子交換樹脂的2 6倍，浸泡的時(shí)間為5小時(shí)以上，最終得到優(yōu)化后的陰離子交換樹脂。
全文摘要
本發(fā)明提供一種陰離子交換樹脂的制備方法，采用苯乙烯-雙鍵交聯(lián)劑的高分子材料為載體，通過(guò)氯甲基化和胺化反應(yīng)后，再將有機(jī)胺固定在載體上，得到陰離子交換樹脂；本發(fā)明能克服活性炭等吸收劑吸收率低，吸收容量小等缺陷，且不會(huì)因?yàn)榭諝獾臐穸榷绊懚趸嫉奈章?，吸收完畢后可以用熱空氣再生。可運(yùn)用于二氧化碳吸收設(shè)備和其他需要吸除二氧化碳的設(shè)備中。
文檔編號(hào)B01J41/14GK101954299SQ20091015758
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2009年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
發(fā)明者周軍成, 周旭, 郭強(qiáng), 龔峻松 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一八研究所