專利名稱：一種強(qiáng)極性大孔吸附樹脂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種強(qiáng)極性大孔吸附樹脂，更具體地說，本發(fā)明涉及一種處理工業(yè)排放有機(jī)廢水中強(qiáng)水溶性有機(jī)物的強(qiáng)極性大孔吸附樹脂，屬于高分子材料大孔吸附樹脂技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大孔吸附樹脂作為一種高分子吸附劑自上世紀(jì)60年代開發(fā)應(yīng)用以來在各方面得到了廣泛的應(yīng)用。近20年來由于其優(yōu)良的吸附性能及可再生性能，在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，尤其是工業(yè)廢水中水溶性有毒有機(jī)物的吸附回收方面更是獲得了較好的應(yīng)用。大孔吸附樹脂是一種具有多孔、大比表面積的高分子合成吸附劑，其作用機(jī)理是物理吸附，具有較佳的機(jī)械強(qiáng)度及耐酸、耐堿性能。因此，此類吸附劑具有較佳的使用壽命。同時(shí)，該類吸附劑采用色譜柱工藝，使其具有對(duì)水中微量有機(jī)物有較佳的吸附回收能力。鑒于目前已工業(yè)化的大孔吸附樹脂的主要品種是非極性、弱極性或中極性，而這些吸附樹脂僅能吸附某些極性較弱的有機(jī)物，而對(duì)極性較大的有機(jī)物則無能為力。因此，開發(fā)強(qiáng)極性大孔吸附樹脂就具有較為重要的現(xiàn)實(shí)意義。國內(nèi)研究者齊新在其發(fā)表的論文(“強(qiáng)極性大孔樹脂的合成與表征”，載《化工新型材料》2011年5期)以己二酰氯為原料，以一定比例的吡啶與1，4- 二氧六環(huán)的混合溶液為復(fù)合氧化劑，在纖維素的均相溶液中，加入一定比例的環(huán)己烷與石蠟的混合溶液為致孔劑聚合而成。以蘆丁為吸附質(zhì)探討了合成的大孔樹脂對(duì)苷類物質(zhì)的吸附性能，包括平衡吸附、靜態(tài)吸附與解吸，同時(shí)研究了不同溶劑對(duì)該樹脂吸附性能的影響。硝基苯作為炸藥等大宗化工產(chǎn)品的生產(chǎn)原料在其生產(chǎn)過程中要產(chǎn)生大量的廢水，而苯酚則是一類劇毒的污染物，生產(chǎn)這兩種化工產(chǎn)品所產(chǎn)生的廢水量居有機(jī)污染物前列。苯酚有劇毒，能經(jīng)皮膚、呼吸道和消化道吸收而引起中毒，長(zhǎng)期與苯胺接觸可引起肝癌或膀膚癌，還可導(dǎo)致人體急性中毒，產(chǎn)生頭疼、眩暈、記憶力下降、呼吸不暢，甚至窒息死亡等癥狀。李恩斯等用XN-I型大孔吸附樹脂對(duì)苯酚吸附研究(李恩斯，四川環(huán)境，1995. 14. I);劉益群等用XAD-2型大孔樹脂對(duì)苯酚進(jìn)行了吸附研究，并研究其動(dòng)力學(xué)(劉益群，水處理技術(shù)，1989. 15. 4);廉靜等對(duì)大孔樹脂吸附苯胺做了系統(tǒng)的研究(廉靜.南京理工大學(xué)學(xué)位論文.2004);張全興、陳金龍等對(duì)大孔吸附樹脂處理有機(jī)廢水做了大量的工作。但是，現(xiàn)有技術(shù)中還沒有針對(duì)遭受硝基苯、苯酚等強(qiáng)水溶性有機(jī)物混合污染的污水能夠快速而大量吸附污染物的大孔吸附樹脂。而現(xiàn)有硝基苯、苯胺等吸附專用的大孔吸附樹脂由于極性較低，存在對(duì)硝基苯、苯酚等混合強(qiáng)水溶性有機(jī)污染物吸附量低、吸附速率較慢所導(dǎo)致的廢水處理效率不高、處理成本過高等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服上述缺陷，提供一種以強(qiáng)極性單體丙烯腈為主要原料，合成制備的一類具有較強(qiáng)極性、較大比表面積及適宜孔徑的強(qiáng)極性大孔吸附樹脂，根據(jù)相似者相吸原理，能夠?qū)⒃摯罂讟渲瑧?yīng)用于對(duì)廢水中硝基苯、苯酚等強(qiáng)水溶性有機(jī)污染物的吸附。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種強(qiáng)極性大孔吸附樹脂，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)，所述的強(qiáng)極性大孔吸附樹脂包括如下組分
油相
二乙烯基苯10 30份
三羥甲基丙烷三烯丙酯10 20份
三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯10 20份
丙烯腈20 40份
丙烯酸甲酯5 10份
苯乙烯5 10份
致孔劑50 150份
AIBN (偶氮二異丁腈)0. 5 I份；
水相
蒸懼水300 500份
PVA (聚乙烯醇)5 15份
NaCl20 50 份。優(yōu)選的，本發(fā)明按重量份數(shù)計(jì)，所述的強(qiáng)極性大孔吸附樹脂包括如下組分
油相
二乙烯基苯10 20份
三羥甲基丙烷三烯丙酯10 15份
三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯10 15份
丙烯腈30 40份
丙烯酸甲酯5 10份
苯乙烯5 10份
致孔劑80 120份
AIBN (偶氮二異丁腈)0. 8 I份；
水相
蒸懼水450 500份
PVA (聚乙烯醇)5 10份
NaCl25 30 份。優(yōu)選的，本發(fā)明所述的致孔劑為甲苯或二甲苯與異戊醇、120#或200#汽油按任意比例組成的混合物；或者是二乙苯與異戊醇、120#或200#汽油按任意比例組成的混合物。上述強(qiáng)極性大孔吸附樹脂的制備方法為本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)手段，具體工藝步驟如下
A、根據(jù)大孔吸附樹脂的合成配方，準(zhǔn)確稱取NaCl、蒸餾水放入反應(yīng)容器，以200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速開始攪拌。B、將反應(yīng)容器放置于水浴鍋中加熱至65°C，加入PVA，此體系為水相。C、按照合成配方準(zhǔn)確稱取二乙烯基苯、三羥甲基丙烷三烯丙酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸甲酯及AIBN、致孔劑，充分混合均勻，此體系為油相，然后將其投入步驟A的反應(yīng)容器，并升溫至75V。D、加快反應(yīng)器中攪拌的速度，使油相形成均勻的小液滴分散在水相中，并保持液滴成分散狀態(tài)。E、當(dāng)液滴內(nèi)反應(yīng)單體開始聚合，并且液滴保持一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)視為定型，并升溫至 80。。。F、當(dāng)聚合反應(yīng)體系溫度達(dá)到80°C，保溫2 3小時(shí)。G、將聚合反應(yīng)體系升溫至85°C，保溫2 3小時(shí)。H、將聚合反應(yīng)體系升溫至90°C，保溫2 3小時(shí)。I、將反應(yīng)體系降溫至30 50°C,濾出樹脂珠體。J、將樹脂置于通風(fēng)櫥中吹干，除去大孔吸附樹脂中的致孔劑。K、采用乙醇對(duì)樹脂進(jìn)行淋洗，除去樹脂的雜質(zhì)以及殘留的致孔劑，即得到大孔吸附樹脂成品。本發(fā)明所述的大孔吸附樹脂，可應(yīng)用于硝基苯、苯酚類等強(qiáng)水溶性有機(jī)污染物廢水的吸附及回收處理，使水質(zhì)達(dá)到國家的排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的有益技術(shù)效果表現(xiàn)在
I、本發(fā)明采用丙烯腈為主要合成原料，采用非極性交聯(lián)劑二乙烯基苯、丙烯酸類極性交聯(lián)劑及相應(yīng)極性、非極性單體作第三、第四單體，合成制備了強(qiáng)極性大孔吸附樹脂，在有機(jī)廢水的處理過程中，能有效吸附水溶性較強(qiáng)的硝基苯、苯酚等有機(jī)物。本發(fā)明增加了應(yīng)用于廢水中水溶性有機(jī)物吸附回收的大孔吸附樹脂品種，擴(kuò)大了大孔吸附樹脂在有機(jī)廢水方面的應(yīng)用范圍。2、本發(fā)明除采用非極性交聯(lián)劑二乙烯基苯作為交聯(lián)劑之一外，采用了極性較強(qiáng)的第二類交聯(lián)劑丙烯酸類交聯(lián)劑，三羥甲基丙烷三烯丙子酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯作為混合交聯(lián)劑。第一交聯(lián)劑具有較好的交聯(lián)性能，第二交聯(lián)劑具有較強(qiáng)的極性、較長(zhǎng)的碳鏈，因此，所合成的大孔吸附樹脂具有較佳的孔結(jié)構(gòu)(孔徑、孔度、比表面積等)、較佳的韌性、機(jī)械強(qiáng)度。這些性能對(duì)提高吸附樹脂的吸附性能，增加樹脂的使用壽命至關(guān)重要，對(duì)降低廢水的成本具有重要的意義。3、本發(fā)明從高分子的分子設(shè)計(jì)原理出發(fā)，采用高分子懸浮縮合聚合工藝，以二乙烯基苯、三羥甲基丙烷三烯丙酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸甲酯為基本聚合原料，以水為分散介質(zhì)，以甲苯、二甲苯汽油、異戊醇等為致孔劑，NaCl、PVA等作為分散劑，一步聚合反應(yīng)即合成出圓珠體大孔吸附樹脂。通過聚合工藝的選擇可方便地調(diào)節(jié)樹脂珠體的粒徑；通過配方的改變可方便地調(diào)節(jié)大孔吸附樹脂比表面積、孔度及孔徑等孔結(jié)構(gòu)參數(shù)。借助上述工藝及配方的改變，可使所制備的大孔吸附樹脂有較廣的應(yīng)用面和適用性。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
一種強(qiáng)極性大孔吸附樹脂，按重量份數(shù)計(jì)，所述的強(qiáng)極性大孔吸附樹脂包括如下組
分 油相
二乙烯基苯10份
三羥甲基丙烷三烯丙酯10份
三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯10份
丙烯腈20份
丙烯酸甲酯5份
苯乙烯5份
致孔劑50份
AIBN (偶氮二異丁腈)0. 5份；
水相
蒸餾水300份
PVA (聚乙烯醇)5份
NaCl20 份實(shí)施例2
一種強(qiáng)極性大孔吸附樹脂，按重量份數(shù)計(jì)，所述的強(qiáng)極性大孔吸附樹脂包括如下組
分
油相
二乙烯基苯30份
三羥甲基丙烷三烯丙酯20份
三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯20份
丙烯腈40份
丙烯酸甲酯10份
苯乙烯10份
致孔劑150份
AIBN (偶氮二異丁腈)I份；
水相
蒸餾水500份
PVA (聚乙烯醇)15份
NaCl50 份實(shí)施例3
一種強(qiáng)極性大孔吸附樹脂，按重量份數(shù)計(jì)，所述的強(qiáng)極性大孔吸附樹脂包括如下組
分
油相
二乙烯基苯20份
三羥甲基丙烷三烯丙酯15份
三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯15份
丙烯腈30份
丙烯酸甲酯7. 5份
苯乙烯7. 5份致孔劑100份
AIBN (偶氮二異丁腈)0. 75份；
水相
蒸餾水400份
PVA (聚乙烯醇)10份
NaCl35 份
實(shí)施例4
一種強(qiáng)極性大孔吸附樹脂，按重量份數(shù)計(jì)，所述的強(qiáng)極性大孔吸附樹脂包括如下組
分
油相
二乙烯基苯21份
三羥甲基丙烷三烯丙酯16份
三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯18份
丙烯腈22份
丙烯酸甲酯9份
苯乙烯7份
致孔劑120份
AIBN (偶氮二異丁腈)0. 55份；
水相
蒸餾水310份
PVA (聚乙烯醇)13份
NaCl26 份
實(shí)施例5
在實(shí)施例I 4的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的所述的致孔劑為甲苯或二甲苯與異戊醇、120#或200#汽油按任意比例組成的混合物；或者是二乙苯與異戊醇、120#或200#汽油按任意比例組成的混合物。實(shí)施例6
本發(fā)明的產(chǎn)品能夠有效吸附污水中的強(qiáng)水溶性有機(jī)污染物，具體應(yīng)用如下
在250ml的三角瓶中加入IOOml的苯酚濃度為1000mg/L的模擬廢水，2. Og的實(shí)例3中的硝基苯、苯酚、處理用大孔吸附樹脂，于40°C水浴中震蕩4小時(shí)，通過紫外分光光度法測(cè)試計(jì)算出該大孔吸附樹脂對(duì)苯酚的吸附量為33. 25mg/g。在250ml的三角瓶中加入IOOml的苯胺濃度為1000mg/L的模擬廢水，2. Og的實(shí)例3中的硝基苯、苯酚處理用大孔吸附樹脂，于40°C水浴中震蕩4小時(shí)，通過紫外分光光度法測(cè)試計(jì)算出該大孔吸附樹脂對(duì)硝基苯的吸附量為29. 39mg/g。在cj5 6X400mm的玻璃吸附柱內(nèi)裝填50ml大孔吸附樹脂，苯酚濃度為1500mg/L的溶液模擬含苯酚生產(chǎn)廢水，自上而下地流過吸附柱，控制模擬含苯酚生產(chǎn)廢水流速為每小時(shí)3BV。室溫條件為0 36°C間，定時(shí)取樣分析流出液中苯酚的濃度，直至達(dá)到原液濃度吸附平衡，即停止吸附。用5BV去離子水(或蒸餾水)洗滌樹脂柱，用3mol鹽酸洗脫吸附在大孔樹脂上的苯酚。通過紫外分光光度法測(cè)試計(jì)算出該大孔吸附樹脂對(duì)苯酚的吸附量為40. 35mg/g。且脫附率為 95. 20%
在(j5 6X400mm的玻璃吸附柱內(nèi)裝填50ml大孔吸附樹脂，硝基苯濃度為1200mg/L的溶液模擬含硝基苯生產(chǎn)廢水，自上而下地流過吸附柱，控制模擬含苯胺生產(chǎn)廢水流速為每小時(shí)3BV。室溫條件為0 36°C間，定時(shí)取樣分析流出液中苯胺的濃度，直至達(dá)到原液濃度吸附平衡，即停止吸附。用5 BV去離子水(或蒸餾水)洗滌樹脂柱，用2mol的硫酸洗脫吸附在大孔樹脂上的苯胺。通過紫外分光光度法測(cè)試計(jì)算出該大孔吸附樹脂對(duì)苯胺的吸附量為37. 65mg/g。且脫附率為 97. 56%
本發(fā)明所述的強(qiáng)極性大孔吸附樹脂，根據(jù)相似相吸原理，還能夠有效吸附污水中的強(qiáng)水溶性有機(jī)污染物，如苯酚鈉、對(duì)硝基苯胺、對(duì)硝基苯酚、鄰苯二酚、間苯二酚、對(duì)苯二酚
坐寸o
權(quán)利要求
1.一種強(qiáng)極性大孔吸附樹脂，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)，所述的強(qiáng)極性大孔吸附樹脂包括如下組分油相二乙烯基苯三羥甲基丙烷: 三羥甲基丙烷: 丙烯腈丙烯酸甲酯苯乙烯致孔劑 AIBN 水相
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種強(qiáng)極性大孔吸附樹脂，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)，所述的強(qiáng)極性大孔吸附樹脂包括如下組分油相二乙烯基苯三羥甲基丙烷J 三羥甲基丙烷J 丙烯腈丙烯酸甲酯苯乙烯致孔劑 AIBN 水相
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種強(qiáng)極性大孔吸附樹脂，其特征在于所述的致孔劑為甲苯或二甲苯與異戊醇、120#或200#汽油按任意比例組成的混合物；或者是二乙苯與異戊醇、120#或200#汽油按任意比例組成的混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種強(qiáng)極性大孔吸附樹脂，屬于高分子材料大孔吸附樹脂技術(shù)領(lǐng)域。按重量份數(shù)計(jì)，所述的強(qiáng)極性大孔吸附樹脂包括如下組分油相為二乙烯基苯10～30份、三羥甲基丙烷三烯丙酯10～20份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯10～20份、丙烯腈20～40份、丙烯酸甲酯5～10份、苯乙烯5～10份、致孔劑50～150份、AIBN0.5～1份；水相為蒸餾水300～500份、PVA5～15份、NaCl20～50份。本發(fā)明合成制備了強(qiáng)極性大孔吸附樹脂，在有機(jī)廢水的處理過程中，能有效吸附水溶性較強(qiáng)的硝基苯、苯酚等有機(jī)物。
文檔編號(hào)B01J20/26GK102974324SQ20121047671
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者何琦 申請(qǐng)人:中藍(lán)晨光化工研究設(shè)計(jì)院有限公司