一種螯合樹脂吸附材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種螯合樹脂吸附材料及其制備方法，屬于環(huán)境功能材料合成與應用領域。本發(fā)明采用有機單體為原料，通過懸浮共聚和親核取代反應，制得螯合樹脂吸附材料；螯合樹脂吸附材料以丙烯酸甲酯和二乙烯苯共聚形成的骨架與表面修飾形成的異羥肟酸構成。該合成方法簡單，所制備的樹脂吸附材料表面修飾的功能基團與樹脂骨架的修飾形成的基團螯合水中鎘、鎳、鉛等重金屬離子的平衡吸附時間僅為20分鐘左右，并且具有對鎘、鎳、鉛等重金屬離子的飽和吸附容量大于等于2mmol/g。
【專利說明】一種螯合樹脂吸附材料及其制備方法

【技術領域】
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[0001]本發(fā)明公開了一種吸附材料及其制備方法，更具體的說是一種螯合樹脂吸附材料及其制備方法，基于異羥肟酸基修飾的丙烯酸甲脂與二乙烯苯共聚的螯合樹脂及其制備方法。

【背景技術】
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[0002]近年來，隨著國家水質標準逐步提高，對于廢水重金屬離子濃度的限定愈來愈嚴格，高效去除水中重金屬離子成為水污染控制領域的研究熱點。現(xiàn)有傳統(tǒng)的混凝法和化學沉淀法雖然工藝成熟，操作簡單，但是在處理過程中產生的大量重金屬泥渣難以處置，容易帶來二次污染。而電解法、膜分離法受到處理成本等因素制約不易被大規(guī)模推廣運用；雖然陽離子交換樹脂對于重金屬離子具有很高的吸附速率和容量，但是其對鈣鎂離子和天然有機物的抗干擾能力還有待提高。螯合樹脂通過所含功能基團對重金屬離子具有很強的螯合作用，在吸附過程中幾乎不受鈣鎂離子和天然有機物的影響，成為重金屬廢水治理中首選的吸附材料。
[0003]然而現(xiàn)有螯合樹脂主要為聚苯乙烯系列和聚丙烯酸酯基系列，其合成方法主要為合成聚苯乙烯-二乙烯苯聚合物或者聚丙烯酸酯聚合物，然后在聚合物上修飾羧基、氨基等官能團，利用修飾的上述基團螯合去除水中重金屬離子，但在吸附過程中，聚合物骨架中的聚苯乙烯-二乙烯苯、聚丙烯酸酯并未參加螯合作用，這導致該類螯合樹脂的吸附性能完全受控于表面修飾的功能基團數(shù)量。但是現(xiàn)有螯合樹脂表面化學修飾的功能基團數(shù)量有限，因此樹脂對重金屬離子的吸附容量很難有大的提高。
[0004]因此，如何在螯合樹脂修飾功能基團的同時使得螯合樹脂聚苯乙烯-二乙烯苯骨架、聚丙烯酸酯骨架本身參與螯合作用水中重金屬離子，是提高螯合樹脂吸附容量的一個有效的途徑，對于螯合樹脂在重金屬廢水治理中的應用有重要的推動作用，具有極大的理論指導意義和實際應用價值。


【發(fā)明內容】

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[0005]1、發(fā)明要解決的技術問題
[0006]針對現(xiàn)有螯合樹脂對重金屬離子的吸附容量因完全受控于表面修飾基團數(shù)量而無法提升的技術難題，本發(fā)明提供了一種螯合樹脂吸附材料及其制備方法:通過懸浮聚合法制得丙烯酸甲酯與二乙烯苯的共聚物，然后通過羥胺對共聚體骨架本身直接進行化學修飾，制得含有異羥肟酸結構的螯合樹脂。新制備的螯合樹脂不僅可通過修飾的羥胺基團螯合去除水中重金屬離子，且樹脂骨架上固有的羰基也可以參與螯合作用，即使在重金屬離子濃度很低的情況下，依然具有很好的吸附去除效果，且吸附容量大。
[0007]2、技術方案
[0008]本發(fā)明所述的螯合樹脂吸附材料是通過丙烯酸甲酯與二乙烯苯共聚之后，進行化學修飾制備而得，即其以丙烯酸甲酯和二乙烯苯共聚形成的骨架與表面修飾形成的異羥肟酸構成。樹脂上骨架上固有羰基與修飾上的羥胺基團共同參與螯合重金屬作用(其中M代

【權利要求】
1.一種螯合樹脂吸附材料，其特征在于，其以丙烯酸甲酯和二乙烯苯共聚形成的骨架與表面修飾形成的異羥肟酸構成，其基本結構式如下:
.其中 R1 = NH-OH、R2 = OCH3 或者 ΝΗ-0Η。
2.一種螯合樹脂吸附材料的制備方法，其步驟為: (1)配制反應乳液 將聚合反應單體、交聯(lián)劑、分散劑、致孔劑和蒸餾水混合配制反應乳液，其中聚合反應單體、交聯(lián)劑、分散劑、致孔劑和蒸餾水的配比為90mL:8~12mL:6g:30~40mL:400mL ； (2)共聚反應 在步驟I制得的乳液中加入引發(fā)劑，引發(fā)劑與乳液的比例為I~2g:500mL或I~2mL:500mL，在90~95°C下反應8~12小時，得到共聚球WJNCC，乙醇清洗后40~50°C真空干燥； (3)共聚球的化學修飾 a.將堿與輕胺、乳化劑、蒸懼水配制成反應液，其配比為:2~3g:2~3g:1mL:1OOmL ； b.將步驟(2)制得的共聚球與上述步驟3-a中制備的反應液混合后，其中共聚球與羥胺的質量比例為1:1~1.5，在45~60°C反應12~16小時，得到螯合樹脂吸附材料MA-DVB，蒸餾水清洗后40~50°C真空干燥。
3.根據(jù)權利要求2所述的螯合樹脂吸附材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)的聚合反應單體為丙烯酸甲酯；交聯(lián)劑為二乙烯苯；分散劑為明膠、聚乙烯醇或聚乙烯蠟中的一種；致孔劑為正庚烷、乙酸乙酯、甲苯中的一種或其兩種以上混合物。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的螯合樹脂吸附材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)的引發(fā)劑為過氧化苯甲酰、過氧化二叔丁基或偶氮二異丁腈中的一種。
5.根據(jù)權利要求2或3所述的一種螯合樹脂吸附材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)的堿選為氫氧化鉀或氫氧化鈉；羥胺選為鹽酸羥胺或者硫酸羥胺；乳化劑為聚氧乙烯脫水山梨醇油酸酯、油酸聚氧乙烯酯或雙甘油聚丙二醇醚中的一種。
【文檔編號】B01J20/30GK104177536SQ201410360870
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權日:2014年7月25日
【發(fā)明者】王津南, 程澄, 楊欣, 陳晨 申請人:南京大學