本發(fā)明涉及離子交換樹脂技術領域，尤其涉及一種水體凈化用苯乙烯陰離子交換樹脂的制備方法。
背景技術：
隨著城市化進程的加快、城市人口的增加以及環(huán)保意識的加強，城市工業(yè)廢水與生活污水的排放量日益增多，城市污水處理率也逐年提高，污水的處理離不開吸附處理技術，吸附處理技術是指利用物質(zhì)強大的吸附性能來去除水中污染物的技術，水處理的吸附劑常用的有活性炭、高嶺土、活性氧化鋁等，但因其再生困難，聚苯乙烯磺酸鈉離子交換樹脂是帶交換離子的活性基團、具有網(wǎng)狀結構、不溶性的高分子化合物，對水中不同離子有不同的親和力，目前被廣泛應用水的凈化，但目前由于離子交換樹脂在制備過程中存在中間產(chǎn)物易于沉積于孔道，且制品機械強度低的問題，亟待解決。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提出了一種水體凈化用苯乙烯陰離子交換樹脂的制備方法，中間產(chǎn)物不易于沉積于孔道，制品機械強度高。
本發(fā)明提出的一種水體凈化用苯乙烯陰離子交換樹脂的制備方法，包括如下步驟：
s1、將苯乙烯、二乙烯苯、水混合攪拌均勻，氮氣保護下，加入四氯化碳，在溫度65-75℃攪拌，加入過硫酸鉀、氯化鉀、高嶺土復合物、羥甲基纖維素，在溫度80-86℃攪拌，冷卻，采用乙醇洗滌，離心，真空干燥，得到聚苯乙烯微球；
s2、將s1得到的聚苯乙烯微球放入二氯甲烷中溶脹，加入濃度為95-98％硫酸，在溫度70-80℃反應，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)體系ph值為11-11.6，過濾，真空干燥，得到陽離子交換樹脂。
優(yōu)選地，在s1中，苯乙烯、二乙烯苯與四氯化碳的重量比為10-20：1-3：1-2份。
優(yōu)選地，在s1中，過硫酸鉀、氯化鉀、高嶺土復合物、羥甲基纖維素的重量比為0.1-0.2：0.1-0.2：5-10：2-4。
優(yōu)選地，在s2中，聚苯乙烯微球與硫酸溶液的重量比為10-20：100-150。
優(yōu)選地，在s1中，高嶺土復合物采用如下工藝制備：將氫氧化鈉、尿素、水混合均勻，加入微晶纖維素攪拌溶解后，固化，過濾，洗滌，加入2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基、溴化鈉、3-氯丙基三甲氧基硅烷、酸化高嶺土、水攪拌，加入次氯酸鈉溶液攪拌均勻，調(diào)節(jié)體系ph值為10-10.8，過濾，得到預制料；將去離子水、十一碳烯酰胺丙基甜菜堿、預制料混合均勻，加入雙氧水在溫度65-75℃混合攪拌，分離，固體物用去離子水洗滌至呈中性，干燥，得到高嶺土復合物。
優(yōu)選地，所述的水體凈化用苯乙烯陰離子交換樹脂的制備方法，包括如下步驟：
s1、按重量份將10-20份苯乙烯、1-3份二乙烯苯、60-100份水混合攪拌均勻，氮氣保護下，加入1-2份四氯化碳，在溫度65-75℃攪拌20-40min，加入0.1-0.2份過硫酸鉀、0.1-0.2份氯化鉀、5-10份高嶺土復合物、2-4份羥甲基纖維素，在溫度80-86℃攪拌2-4h，冷卻，采用乙醇洗滌，離心，在溫度65-70℃真空干燥，得到聚苯乙烯微球；
s2、按重量份將s1得到的10-20份聚苯乙烯微球放入40-60份二氯甲烷中溶脹1-2h，加入100-150份濃度為95-98％硫酸溶液，在溫度70-80℃反應40-60min，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)體系ph值為11-11.6，過濾，在溫度60-70℃真空干燥10-20h，得到陽離子交換樹脂。
優(yōu)選地，在s1中，高嶺土復合物采用如下工藝制備：按重量份將5-10份氫氧化鈉、15-25份尿素、100-120份水混合均勻，加入10-20份微晶纖維素攪拌溶解后，固化10-20min，過濾，洗滌，加入0.2-0.8份2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基、2-4份溴化鈉、2-4份3-氯丙基三甲氧基硅烷、5-15份酸化高嶺土、80-120份水攪拌10-20min，加入1-2份濃度為6-10wt％次氯酸鈉溶液攪拌均勻，調(diào)節(jié)體系ph值為10-10.8，過濾，得到預制料；按重量份將100份去離子水、5-15份十一碳烯酰胺丙基甜菜堿、20-40份預制料混合均勻，加入2-6份濃度為30-34wt％雙氧水在溫度65-75℃混合攪拌30-50min，分離，固體物用去離子水洗滌至呈中性，干燥，得到高嶺土復合物。
本發(fā)明成本較低，不易因氧化、水解或高溫而降解，再生性好，可用于水中的各種陰陽離子的去除，利用離子交換樹脂回收水中的的有毒離子；而在高嶺土復合物中，尿素在堿性條件下與微晶纖維素反應，利用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基氧化處理，透過性好，同時次氯酸鈉的引入可有效增強吸附性，而十一碳烯酰胺丙基甜菜堿為含烷基官能團和酰胺基官能團，可與3-氯丙基三甲氧基硅烷、酸化高嶺土反應，制品不僅化學穩(wěn)定性好，且機械強度高，吸附容量極大，且表面活性極高，在聚苯乙烯微球的形成過程中加入，不僅可有效促使物料間高度分散，反應穩(wěn)定性極好，制備的聚苯乙烯微球聚合速度適中，不僅顆粒均勻程度極高，而高嶺土復合物與四氯化碳復配，可形成多孔海綿狀構造的骨架，不僅機械強度極高，且制品內(nèi)部含有大量永久性的微孔，且微球表面積很大，微球球壁有很多孔隙，而高嶺土復合物的加入可增加空間位阻效應，降低反應中間產(chǎn)物沉積于孔道，以達到提高產(chǎn)率、縮短反應時間、簡化后續(xù)分離工序、實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)、提高產(chǎn)量的目的。
具體實施方式
下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明。
實施例1
一種水體凈化用苯乙烯陰離子交換樹脂的制備方法，包括如下步驟：
s1、將苯乙烯、二乙烯苯、水混合攪拌均勻，氮氣保護下，加入四氯化碳，在溫度68℃攪拌，加入過硫酸鉀、氯化鉀、高嶺土復合物、羥甲基纖維素，在溫度84℃攪拌，冷卻，采用乙醇洗滌，離心，真空干燥，得到聚苯乙烯微球；
s2、將s1得到的聚苯乙烯微球放入二氯甲烷中溶脹，加入濃度為96％硫酸，在溫度74℃反應，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)體系ph值為11.3，過濾，真空干燥，得到陽離子交換樹脂。
實施例2
一種水體凈化用苯乙烯陰離子交換樹脂的制備方法，包括如下步驟：
s1、將苯乙烯、二乙烯苯、水混合攪拌均勻，氮氣保護下，加入四氯化碳，在溫度65℃攪拌，加入過硫酸鉀、氯化鉀、高嶺土復合物、羥甲基纖維素，在溫度86℃攪拌，冷卻，采用乙醇洗滌，離心，真空干燥，得到聚苯乙烯微球；
其中，高嶺土復合物采用如下工藝制備：將氫氧化鈉、尿素、水混合均勻，加入微晶纖維素攪拌溶解后，固化，過濾，洗滌，加入2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基、溴化鈉、3-氯丙基三甲氧基硅烷、酸化高嶺土、水攪拌，加入次氯酸鈉溶液攪拌均勻，調(diào)節(jié)體系ph值為10，過濾，得到預制料；將去離子水、十一碳烯酰胺丙基甜菜堿、預制料混合均勻，加入雙氧水在溫度75℃混合攪拌，分離，固體物用去離子水洗滌至呈中性，干燥，得到高嶺土復合物；
s2、將s1得到的聚苯乙烯微球放入二氯甲烷中溶脹，加入濃度為95％硫酸，在溫度80℃反應，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)體系ph值為11，過濾，真空干燥，得到陽離子交換樹脂。
實施例3
一種水體凈化用苯乙烯陰離子交換樹脂的制備方法，包括如下步驟：
s1、將苯乙烯、二乙烯苯、水混合攪拌均勻，氮氣保護下，加入四氯化碳，在溫度75℃攪拌，加入過硫酸鉀、氯化鉀、高嶺土復合物、羥甲基纖維素，在溫度80℃攪拌，冷卻，采用乙醇洗滌，離心，真空干燥，得到聚苯乙烯微球；
其中，高嶺土復合物采用如下工藝制備：將氫氧化鈉、尿素、水混合均勻，加入微晶纖維素攪拌溶解后，固化，過濾，洗滌，加入2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基、溴化鈉、3-氯丙基三甲氧基硅烷、酸化高嶺土、水攪拌，加入次氯酸鈉溶液攪拌均勻，調(diào)節(jié)體系ph值為10.8，過濾，得到預制料；將去離子水、十一碳烯酰胺丙基甜菜堿、預制料混合均勻，加入雙氧水在溫度65℃混合攪拌，分離，固體物用去離子水洗滌至呈中性，干燥，得到高嶺土復合物；
s2、將s1得到的聚苯乙烯微球放入二氯甲烷中溶脹，加入濃度為98％硫酸，在溫度70℃反應，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)體系ph值為11.6，過濾，真空干燥，得到陽離子交換樹脂。
實施例4
一種水體凈化用苯乙烯陰離子交換樹脂的制備方法，包括如下步驟：
s1、按重量份將10份苯乙烯、3份二乙烯苯、60份水混合攪拌均勻，氮氣保護下，加入2份四氯化碳，在溫度65℃攪拌20min，加入0.2份過硫酸鉀、0.1份氯化鉀、10份高嶺土復合物、2份羥甲基纖維素，在溫度86℃攪拌2h，冷卻，采用乙醇洗滌，離心，在溫度70℃真空干燥，得到聚苯乙烯微球；
其中，高嶺土復合物采用如下工藝制備：按重量份將5份氫氧化鈉、25份尿素、100份水混合均勻，加入20份微晶纖維素攪拌溶解后，固化10min，過濾，洗滌，加入0.8份2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基、2-4份溴化鈉、2份3-氯丙基三甲氧基硅烷、15份酸化高嶺土、80份水攪拌20min，加入1份濃度為10wt％次氯酸鈉溶液攪拌均勻，調(diào)節(jié)體系ph值為10，過濾，得到預制料；按重量份將100份去離子水、15份十一碳烯酰胺丙基甜菜堿、20份預制料混合均勻，加入6份濃度為30wt％雙氧水在溫度75℃混合攪拌30min，分離，固體物用去離子水洗滌至呈中性，干燥，得到高嶺土復合物；
s2、按重量份將s1得到的20份聚苯乙烯微球放入40份二氯甲烷中溶脹2h，加入100份濃度為98％硫酸溶液，在溫度70℃反應60min，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)體系ph值為11，過濾，在溫度70℃真空干燥10h，得到陽離子交換樹脂。
實施例5
一種水體凈化用苯乙烯陰離子交換樹脂的制備方法，包括如下步驟：
s1、按重量份將20份苯乙烯、1份二乙烯苯、100份水混合攪拌均勻，氮氣保護下，加入1份四氯化碳，在溫度75℃攪拌40min，加入0.1份過硫酸鉀、0.2份氯化鉀、5份高嶺土復合物、4份羥甲基纖維素，在溫度80℃攪拌4h，冷卻，采用乙醇洗滌，離心，在溫度65℃真空干燥，得到聚苯乙烯微球；
其中，高嶺土復合物采用如下工藝制備：按重量份將10份氫氧化鈉、15份尿素、120份水混合均勻，加入10份微晶纖維素攪拌溶解后，固化20min，過濾，洗滌，加入0.2份2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基、4份溴化鈉、2份3-氯丙基三甲氧基硅烷、15份酸化高嶺土、80份水攪拌20min，加入1份濃度為10wt％次氯酸鈉溶液攪拌均勻，調(diào)節(jié)體系ph值為10，過濾，得到預制料；按重量份將100份去離子水、15份十一碳烯酰胺丙基甜菜堿、20份預制料混合均勻，加入6份濃度為30wt％雙氧水在溫度75℃混合攪拌30min，分離，固體物用去離子水洗滌至呈中性，干燥，得到高嶺土復合物；
s2、按重量份將s1得到的20份聚苯乙烯微球放入40份二氯甲烷中溶脹2h，加入100份濃度為98％硫酸溶液，在溫度70℃反應60min，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)體系ph值為11，過濾，在溫度70℃真空干燥10h，得到陽離子交換樹脂。
實施例6
一種水體凈化用苯乙烯陰離子交換樹脂的制備方法，包括如下步驟：
s1、按重量份將13份苯乙烯、2份二乙烯苯、80份水混合攪拌均勻，氮氣保護下，加入1.4份四氯化碳，在溫度69℃攪拌29min，加入0.12份過硫酸鉀、0.16份氯化鉀、7份高嶺土復合物、3份羥甲基纖維素，在溫度82℃攪拌3h，冷卻，采用乙醇洗滌，離心，在溫度68℃真空干燥，得到聚苯乙烯微球；
其中，高嶺土復合物采用如下工藝制備：按重量份將6份氫氧化鈉、18份尿素、112份水混合均勻，加入14份微晶纖維素攪拌溶解后，固化16min，過濾，洗滌，加入0.6份2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基、3份溴化鈉、3份3-氯丙基三甲氧基硅烷、12份酸化高嶺土、115份水攪拌15min，加入1.4份濃度為8wt％次氯酸鈉溶液攪拌均勻，調(diào)節(jié)體系ph值為10.4，過濾，得到預制料；按重量份將100份去離子水、8份十一碳烯酰胺丙基甜菜堿、26份預制料混合均勻，加入4份濃度為32wt％雙氧水在溫度69℃混合攪拌39min，分離，固體物用去離子水洗滌至呈中性，干燥，得到高嶺土復合物；
s2、按重量份將s1得到的13份聚苯乙烯微球放入46份二氯甲烷中溶脹1.2h，加入123份濃度為96％硫酸溶液，在溫度78℃反應48min，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)體系ph值為11.4，過濾，在溫度66℃真空干燥16h，得到陽離子交換樹脂。
對制成的上述水體凈化用苯乙烯陰離子交換樹脂進行性能測定：全交換容量為2.45-2.87mmol/g，再生十次后吸附容量僅降低了2.1-2.5％，處理后水可達到生活飲用水標準(gb5749-2011)。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。