一种高稳定性含氢键亲水性大孔吸附树脂及处理双氧水尾气废气的方法技术

本发明专利技术公开了一种高稳定性含氢键亲水性大孔吸附树脂及处理双氧水尾气废气的方法，该树脂采用悬浮聚合法合交联度为6％～10％的苯乙烯/二乙烯基苯/丙烯酸甲酯大孔树脂球，经过氯甲基化得到氯球，再与酚类化合物进行付氏交联反应，得到含氢键亲水性大孔吸附树脂。该树脂用于处理双氧水尾气废气，回收双氧水尾气废气中的二甲苯，回收效果显著，极大降低了废气中二甲苯的含量并达到国家VOC排放标准，既提高了废气的利用率，又减少了排污。

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性含氢键亲水性大孔吸附树脂及处理双氧水尾气废气的方法
本专利技术属于高分子分离材料
，具体涉及到一种既有亲水性，又有较高的稳定性及高耐压强度的大孔吸附树脂，以及采用该大孔吸附树脂处理双氧水尾气废气的方法。
技术介绍
大孔吸附树脂是上世纪六七十年代发展起来的高分子分离材料，作为一种人工合成材料，与传统材料如活性炭相比，具有吸附容量大、易解析、强度高、使用寿命长的特点。几十年来，对吸附树脂的研究已取得了很大的成就。吸附树脂在应用上也逐渐扩展到更多的领域。在对吸附树脂的研究中，如何提高吸附的选择性一直是人们不懈追求的目标。现已初步探明，吸附的机理主要是通过疏水吸附、离域π电子吸附及氢键吸附，且吸附机理越单一，吸附选择性越高。由于氢键在自然界中广泛存在，人们对氢键吸附已进行了一系列的研究，并在实际中得到了一些应用。李家政等(离子交换与吸附，2001，17(6)：561-566.)提出，通常将氢键吸附树脂按照氢键给体受体的性质分为三类，即给体型、受体型和混合型三类。常见的给体型氢键吸附树脂有：聚对羟基苯乙烯、聚多羟基苯乙烯、磺化的PS-DVB；受体型氢键吸附树脂有：聚丙烯酸酯类、聚酰胺类、聚对硝基苯乙烯类；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。目前双氧水尾气处理方法为两级碳纤维吸附处理，吸附后可回收部分重芳烃二甲苯，但由于国家对VOCs提标，使其处理后尾气不能达标排放，一般在2000mg/Nm3。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种既有亲水性，又有较高的稳定性及高耐压强度的含氢键亲水性大孔吸附树脂，以及采用该大孔吸附树脂处理双氧水尾气废气的方法。针对上述目的，本专利技术所采用的含氢键亲水性大孔吸附树脂是将采用悬浮聚合法合成的苯乙烯/二乙烯基苯/丙烯酸甲酯大孔树脂球与氯甲醚进行氯甲基化反应后，所得氯球再与酚类化合物进行付氏交联反应，即得含氢键亲水性大孔吸附树脂。上述含氢键亲水性大孔吸附树脂的具体合成步骤如下：1、合成苯乙烯/二乙烯基苯/丙烯酸甲酯大孔树脂球将硫酸镁、明胶、次甲基蓝溶解于水中，配制成水相，所得水相中明胶的质量浓度为0.5％～2％、硫酸镁的质量浓度为0.4％～1％，亚甲基蓝的浓度为0.01％～0.05％。将聚合单体和致孔剂混匀后作为油相，其中聚合单体为苯乙烯、二乙烯基苯及丙烯酸甲酯，其中纯二乙烯基苯占6wt.％～10wt.％，丙烯酸甲酯占2wt.％～5wt.％，其余为苯乙烯；致孔剂为汽油和液腊体积比为1:5～3:5的混合物，致孔剂的加入量为聚合单体质量的50％～100％。将水相加入反应釜中，加热至55℃，然后加入油相，水相和油相的体积比为3～4:1，搅拌使油相分散至水相中，控制粒径为0.3～1.0，升温至70～80℃，反应3～5h，继续升温至90℃，反应3～5h，再次升温至95℃反应3～5h，停止反应，冷却。将冷却后的树脂球出料后，用90℃以上热水洗，用5～10倍树脂体积甲缩醛提取后，洗涤、水煮，80～90℃干燥10h以上，得到苯乙烯/二乙烯基苯/丙烯酸甲酯大孔树脂球。2、氯甲基化反应制备氯球将苯乙烯/二乙烯基苯/丙烯酸甲酯大孔树脂球和氯甲醚按质量比为1:4～5加入反应釜中，常温溶胀2h，溶胀完毕后，加入氯化锌，升温至45℃，保温反应2h，再加入氯化锌，继续反应12～16h，其中加入的氯化锌的总质量与树脂球的质量比为0.7～1:1；反应完后回收氯甲醚母液，氯球水洗、干燥。3、制备含氢键亲水性的树脂将氯球用二氯甲烷溶胀后，加入氯球质量1％～10％的酚类化合物，并加入三氯化铝，在78～80℃下反应3h，降温至30～40℃，再加入三氯化铝，78～80℃下反应5h，其中加入的三氯化铝的总质量与氯球的质量比为0.2～0.3:1；反应完后蒸馏回收二氯乙烷，水洗即得含氢键亲水性大孔吸附树脂。以苯酚为例，合成本专利技术树脂的合成路线如下：上述步骤1得到的苯乙烯/二乙烯基苯/丙烯酸甲酯大孔树脂球的交联度为6％～10％。上述步骤2得到的氯球中氯含量为17％～20％。上述步骤3中，所述的酚类化合物为苯酚、邻硝基苯酚、对硝基苯酚中任意一种。采用上述含氢键亲水性大孔吸附树脂处理双氧水生产尾气的方法如下：1、将双氧水生产尾气经过水喷淋预处理后，通过装填有权利要求1所述的含氢键亲水性大孔吸附树脂的树脂柱或气体吸附罐；2、将吸附了双氧水生产尾气中二甲苯的树脂柱或气体吸附罐用压力为20～40kPa、温度为110～120℃的水蒸气吹扫1～2小时，使树脂孔道中吸附的二甲苯以气体的形式流出。3、将流出的二甲苯气体通过冷凝器降温至常温，冷凝的二甲苯水溶液静置分层，分液回收二甲苯。4、将树脂柱或气体吸附罐内的树脂用工业水进行淋洗降温，降到常温后树脂重复使用，降温的水通过冷凝器回到接收罐，在下一次降温时重复使用。上述处理方法的步骤1中，所述双氧水生产尾气每小时的进气量为装填的含氢键亲水性大孔吸附树脂体积的400～500倍。本专利技术树脂的结构中，芳香族分子链的刚性增大，因而其纤维玻璃化温度、耐热性和模量较高。由于存在着较强的共价键和较弱的氢键，具有耐高温、耐化学腐蚀、抗疲劳等性。更重要的是，树脂结构中具有酯基可以作为氢键的受体，同时又有羟基有一定亲水性，在双氧水生产尾气废气资源化治理上很有效果，解决了现有吸附树脂在废气资源化治理的缺陷及不足。本专利技术利用树脂吸附法，采用上述含氢键亲水性大孔吸附树脂处理双氧水尾气废气，回收双氧水尾气废气中的二甲苯，出口尾气达到国家排放标准，利用低压蒸汽洗脱再生，将二甲苯蒸汽冷凝回收二甲苯，与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术工艺过程简单，原料投入单一且量少，成本较低，温度可控，回收二甲苯效果显著，极大的降低了废气中二甲苯的含量并达到国家VOC排放标准，达到非甲烷总烃小于20mg/Nm3，并且用蒸汽吹脱能耗低40％以上，既回收了废气中的产品，又减少了排污。2、本专利技术提高了二甲苯废气的利用率，通过树脂吸附后的废气，将废气中的二甲苯含量降低到国家排放标准，达到环保排放标准，并且回收的二甲苯溶液清澈，其含量大于99％，可用于回收使用到生产中降低消耗。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术的保护范围不仅限于这些实施例。实施例11、合成苯乙烯/二乙烯基苯/丙烯酸甲酯大孔树脂球将4g硫酸镁、5g明胶、0.2g次甲基蓝溶解于蒸馏水中，配制成1000mL水相。将258g苯乙烯、30g二乙烯基苯、12g丙烯酸甲酯加入150g汽油与液腊体积比为2:5的混合物中，混匀后作为油相。将1000mL水相加入2000mL反应釜中，加热至55℃，然后加入550mL油相，搅拌使油相分散至水相中，控制粒径为0.3～1.0，升温至75℃，反应3h，继续升温至90℃，反应3h，再次升温至95℃反应5h，停止反应，冷却。将冷却后的树脂球出料后，用90℃以上热水洗，用5倍树脂体积甲缩醛提取后，洗涤、水煮，80～90℃干燥10h以上，得到交联度为6％的苯乙烯/二乙烯基苯/丙烯酸甲酯大孔树脂球。2、氯甲基化反应制备氯球将100g交联度为6％的苯乙烯/二乙烯基苯/丙烯酸甲酯大孔树脂球和400g氯甲醚加入反应釜中，常温溶胀2h，溶胀完毕后，加入40g氯化锌，升温至45℃，保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高稳定性含氢键亲水性大孔吸附树脂，其特征在于：将采用悬浮聚合法合成的苯乙烯/二乙烯基苯/丙烯酸甲酯大孔树脂球与氯甲醚进行氯甲基化反应后，所得氯球再与酚类化合物进行付氏交联反应，即得含氢键亲水性大孔吸附树脂。

【技术特征摘要】
1.一种高稳定性含氢键亲水性大孔吸附树脂，其特征在于：将采用悬浮聚合法合成的苯乙烯/二乙烯基苯/丙烯酸甲酯大孔树脂球与氯甲醚进行氯甲基化反应后，所得氯球再与酚类化合物进行付氏交联反应，即得含氢键亲水性大孔吸附树脂。2.根据权利要求1所述的高稳定性含氢键亲水性大孔吸附树脂，其特征在于该树脂由下述方法制备得到：(1)合成苯乙烯/二乙烯基苯/丙烯酸甲酯大孔树脂球将硫酸镁、明胶、次甲基蓝溶解于水中，配制成水相，所得水相中明胶的质量浓度为0.5％～2％、硫酸镁的质量浓度为0.4％～1％，亚甲基蓝的浓度为0.01％～0.05％；将聚合单体和致孔剂混匀后作为油相，所述聚合单体为苯乙烯、二乙烯基苯及丙烯酸甲酯，其中二乙烯基苯占6wt.％～10wt.％、丙烯酸甲酯占2wt.％～5wt.％、其余为苯乙烯；致孔剂为汽油和液腊体积比为1:5～3:5的混合物，致孔剂的加入量为聚合单体质量的50％～100％；将水相加入反应釜中，加热至55℃，然后加入油相，水相和油相的体积比为3～4:1，搅拌使油相分散至水相中，控制粒径为0.3～1.0，升温至70～80℃，反应3～5h，继续升温至90℃，反应3～5h，再次升温至95℃反应3～5h，停止反应，冷却；将冷却后的树脂球出料后，用90℃以上热水洗，用5～10倍树脂体积甲缩醛提取后，洗涤、水煮，80～90℃干燥10h以上，得到苯乙烯/二乙烯基苯/丙烯酸甲酯大孔树脂球；(2)氯甲基化反应制备氯球将苯乙烯/二乙烯基苯/丙烯酸甲酯大孔树脂球和氯甲醚按质量比为1:4～5加入反应釜中，常温溶胀2h，溶胀完毕后，加入氯化锌，升温至45℃，保温反应2h，再加入氯化锌，继续反应12～16h，其中加入的氯化锌的总质量与树脂球的质量比为0.7～1:1；反应完后回收氯甲醚母液，所得...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭东前，邓宁，马超，刘文，崔陕西，张华，
申请(专利权)人：西安金沃泰环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61