本发明属于化工技术领域,涉及一种含亚胺基吸附树脂及其制备方法。
背景技术:
吸附树脂是一类不含离子交换集团、具有大网孔网状的高分子吸附剂。由于吸附树脂的孔结构(孔径、孔容、比表面积)可在其制备时通过反应条件调控,而且物理化学性质稳定、不溶于水、无机酸碱及有机溶剂、具有良好的流体力学性能及良好的力学强度等特点,广泛应用于各领域。吸附树脂按其表面性质分为非极性、中极性、极性三类。其中极性吸附树脂是指含有酰胺基、胺基、羟基、腈基、羧基、亚砜基等含氮、氧、硫等及性能的吸附树脂。他们通过静电作用或氢键作用进行吸附。
李家政等(离子交换与吸附,2001,17(6):561-566.)提出,混合型的氢键吸附树脂有:聚酰胺类、脲醛缩聚物、聚乙烯醇—明胶复合树脂、聚酰胺—硅胶复合树脂等。
南开大学专利200810153620.3中提到了以下树脂结构:
结构1.
该法是利用悬浮聚合合成聚苯乙烯-丙烯酸甲酯基体,然后与间壁二胺反应,生成如上结构,该法合成简单,反应效率高。合成的树脂属于混合型氢键吸附树脂。
周芸(两种酰胺基树脂的合成及吸附性能研究,湖南师范大学,2007)以氯甲基苯乙烯为基体,与ε-己内酰胺、尿素反应,实现了苯乙烯树脂的胺基功能改性。合成的树脂结构如下(结构2,结构3):
结构2.
丙烯腈、丙烯酸系吸附树脂与苯乙烯吸附树脂相比,由于其亲水性,具有易于洗脱,再生效率高,应用场景广泛的特点,传统的丙烯腈、丙烯酸吸附树脂,只含有丙烯酸和丙烯腈结构。
技术实现要素:
本发明目的在于提供一种含亚胺基吸附树脂及其制备方法,具有丙烯腈、丙烯酸吸附树脂的特点,且应用广泛,易于洗脱再生率高。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种含亚胺基吸附树脂,具有如下结构:
其中:
r是骨架,
r1是h、ch3、-ch2ch3,-ch2ch2ch3或-ch2ch2ch2ch3
r2是ch3、-ch2ch3,-ch2ch2ch3、-ch2ch2ch2ch3、ch2ch2nh2、
一种含亚胺基吸附树脂的制备方法,以一定的树脂骨架和致孔剂,采用聚合法得到0.25-1.25mm的吸附树脂白球,烘干至水分含量≤3%,取吸附树脂白球,加入溶剂、胺化试剂反应得到含亚胺基吸附树脂。
进一步,所述树脂骨架为聚苯乙烯-丙烯腈交联共聚物、聚苯乙烯-甲基丙烯腈交联共聚物、聚丙烯酰胺-丙烯腈交联共聚物和聚丙烯酰胺-甲基丙烯腈交联共聚物中的一种。
进一步,所述吸附树脂的制备方法为悬浮聚合、沉淀聚合、喷射造粒中的一种。
进一步,所述吸附树脂白球的交联度为6-30%。
进一步,所述吸附树脂制备所选用的致孔剂为良溶剂、非良溶剂或线性高分子聚合物。
进一步,所述溶剂为乙二醇、n,n-二甲基甲酰胺,丙二醇、氯苯、二氯苯和硝基苯中的一种。
进一步,所述胺化试剂为伯胺、仲胺及其衍生物或者肼及其衍生物。
进一步,所述的伯胺为甲胺、乙二胺、乙烯多胺或苯胺;所述的仲胺为二甲胺、二乙胺,二丙胺或二丁胺;、所述的氨基衍生物为氨基胍、氨基乙腈、谷氨酸、亮氨酸或缬氨酸。
本发明提供一种含亚胺基吸附树脂,具有丙烯腈、丙烯酸树脂的特点广泛应用于食品脱色、贵金属提取、环保水处理等领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述,但不作为对本发明的限定。
本发明的含亚胺基吸附树脂的制备方法,以一定的树脂骨架和致孔剂,采用聚合法得到0.25-1.25mm的吸附树脂白球,烘干至水分含量≤3%,取吸附树脂白球,加入溶剂、胺化试剂反应得到含亚胺基吸附树脂。
制备的含亚胺基吸附树脂,具有如下结构:
其中:
r是骨架,r1是h、ch3、-ch2ch3,-ch2ch2ch3或-ch2ch2ch2ch3;
r2是ch3、-ch2ch3,-ch2ch2ch3、-ch2ch2ch2ch3、ch2ch2nh2、
实施例1
取交联度为6%的聚苯乙烯-丙烯腈交联共聚物100g,以非良溶剂为致孔剂,悬浮聚合得到粒径为0.25-0.80mm的吸附树脂白球,烘干至水分含量≤3%;在300g乙二醇为溶剂下,通入139g入甲胺气体,在高压釜105℃下反应4小时,经nicoletis20ftir红外光谱仪所分析,所得树脂1结构为:
此树脂对稀有金属氧化矿物具有高效螯合作用,可以用作稀土矿、氧化铜矿、氧化铅锌矿、金矿、高岭土等的捕收剂;
实施例2
取交联度为6%的聚苯乙烯-丙烯腈交联共聚物100g,以非良溶剂为致孔剂,沉淀聚合得到粒径为粒径0.50-1.0mm的吸附树脂白球,烘干至水分含量≤3%;在300g乙二醇为溶剂下,加入120g二甲胺水溶液,105℃下反应4小时,经nicoletis20ftir红外光谱仪所分析,所得得树脂2结构为:
此树脂对稀有金属氧化矿物具有高效螯合作用,可以用作稀土矿、氧化铜矿、氧化铅锌矿、金矿、高岭土等的捕收剂;
实施例3
取交联度为30%的聚苯乙烯-甲基丙烯腈交联共聚物100g,以非良溶剂为致孔剂,悬浮聚合得到粒径为粒径0.25-1.25mm的吸附树脂白球,烘干至水分含量≤3%;在100g乙二醇为溶剂下,加入80g乙二胺,105℃下反应4小时,经nicoletis20ftir红外光谱仪所分析,所得得树脂3结构为:
此树脂含酰胺结构,可以用在植物提取领域,用于吸附极性色素、皂苷等物质;
实施例4
取交联度为30%的聚苯乙烯-丙烯腈交联共聚物100g,以非良溶剂为致孔剂,悬浮聚合得到粒径为粒径0.25-1.25mm的吸附树脂白球,烘干至水分含量≤3%;在100g丙二醇为溶剂下,加入160g苯肼,105℃下反应4小时,经nicoletis20ftir红外光谱仪所分析,所得树脂4结构为:
此树脂所含基团带弱碱性,可以用在植物提取领域,用于吸附极性色素、皂苷等物质;
实施例5
取交联度为10%的聚苯乙烯-丙烯腈交联共聚物100g,以良溶剂为致孔剂,喷射造粒得到粒径0.25-1.25mm的吸附树脂白球,烘干至水分含量≤3%;在100g丙二醇为溶剂下,加112g入氨基乙腈,105℃下反应4小时,经nicoletis20ftir红外光谱仪所分析,所得得树脂5结构为:
此树脂所含n基团,可以用于螯合金属离子,尤其是汞、金、银等物质;
实施例6
取交联度为10%的聚苯乙烯-丙烯腈交联共聚物100g,以良溶剂为致孔剂,悬浮聚合得到粒径0.25-1.25mm的吸附树脂白球,烘干至水分含量≤3%;在200g乙二醇为溶剂下,加110g氨基胍,105℃下反应6小时,经nicoletis20ftir红外光谱仪所分析,所得树脂6结构为:
此树脂所含强碱性,可以用于螯合金属离子,尤其是钒、铟、铀、铅等物质;
实施例7
取交联度为10%的聚苯乙烯-丙烯腈交联共聚物100g,以良溶剂为致孔剂,悬浮聚合得到粒径0.25-1.25mm的吸附树脂白球,烘干至水分含量≤3%;在200gn,n-二甲基甲酰胺为溶剂下,加200g甲胺,105℃下反应6小时,经nicoletis20ftir红外光谱仪所分析,所得得树脂3结构为:
此树脂所含多羟基葡萄糖基团,可以用于去除水中的硼;
实施例8
取交联度为10%的聚苯乙烯-丙烯腈交联共聚物100g为树脂骨架,以线性聚合物为致孔剂,悬浮聚合得到粒径0.25-1.25mm的吸附树脂白球,烘干至水分含量≤3%;在200gn,n-二甲基甲酰胺为溶剂下,加入200g胺化试剂谷氨酸,105℃下反应6小时,经nicoletis20ftir红外光谱仪所分析,所得树脂3结构为:
此树脂所含氨基酸羧酸基团,可以用于去除水中的钙、镁、铁等金属离子。
制备方法中树脂骨架还可以为聚丙烯酰胺-丙烯腈交联共聚物或聚丙烯酰胺-甲基丙烯腈交联共聚物,溶剂可以为丙二醇、氯苯或二氯苯和硝基苯;胺化试剂还可以为乙烯多胺、苯胺、二乙胺,二丙胺、二丁胺、亮氨酸或缬氨酸。
最后应该说明的是:以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本权利要求范围当中。
1.一种含亚胺基吸附树脂,其特征在于具有如下结构:
其中:
r是骨架;
r1是h、ch3、-ch2ch3,-ch2ch2ch3或-ch2ch2ch2ch3;
r2是ch3、-ch2ch3,-ch2ch2ch3、-ch2ch2ch2ch3、ch2ch2nh2、
2.一种权利要求1所述含亚胺基吸附树脂的制备方法,其特征在于:以一定的树脂骨架和致孔剂,采用聚合法得到0.25-1.25mm的吸附树脂白球,烘干至水分含量≤3%,取吸附树脂白球,加入溶剂、胺化试剂反应得到含亚胺基吸附树脂。
3.根据权利要求2所述的含亚胺基吸附树脂的制备方法,其特征在于:所述树脂骨架为聚苯乙烯-丙烯腈交联共聚物、聚苯乙烯-甲基丙烯腈交联共聚物、聚丙烯酰胺-丙烯腈交联共聚物和聚丙烯酰胺-甲基丙烯腈交联共聚物中的一种。
4.根据权利要求1所述的含亚胺基吸附树脂的制备方法,其特征在于:所述吸附树脂的制备方法为悬浮聚合、沉淀聚合、喷射造粒中的一种。
5.根据权利要求1所述的含亚胺基吸附树脂的制备方法,其特征在于:所述吸附树脂白球的交联度为6-30%。
6.根据权利要求1所述的含亚胺基吸附树脂的制备方法,其特征在于:所述吸附树脂制备所选用的致孔剂为良溶剂、非良溶剂或线性高分子聚合物。
7.根据权利要求1所述的含亚胺基吸附树脂的制备方法,其特征在于:所述溶剂为乙二醇、n,n-二甲基甲酰胺,丙二醇、氯苯、二氯苯和硝基苯中的一种。
8.根据权利要求1所述的含亚胺基吸附树脂的制备方法,其特征在于:所述胺化试剂为伯胺、仲胺及其衍生物或者肼及其衍生物。
9.根据权利要求8所述的含亚胺基吸附树脂的制备方法,其特征在于:所述伯胺为甲胺、乙二胺、乙烯多胺或苯胺;所述的仲胺为二甲胺、二乙胺,二丙胺或二丁胺;、所述的氨基衍生物为氨基胍、氨基乙腈、谷氨酸、亮氨酸或缬氨酸。
技术总结