阴离子交换树脂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了阴离子交换树脂及其制备方法和用途。其中，制备阴离子交换树脂的方法包括：(1)将经过磺化处理的聚合物微球与胺类聚合物混合，得到吸附有所述胺类聚合物的聚合物微球；(2)将所述吸附有胺类聚合物的聚合物微球与环氧化合物混合，得到所述阴离子交换树脂。该制备阴离子交换树脂的方法步骤简单、合成周期短，适用于大规模的量产，且产品质量稳定可控。

Anion exchange resin and its preparation method and Application

The invention discloses an anion exchange resin, a preparation method and a use thereof. The methods for preparing anion exchange resin include: (1) mixing sulfonated polymer microspheres with amine polymers to obtain polymer microspheres adsorbing the amine polymers; (2) mixing the polymer microspheres adsorbing all amine polymers with epoxy compounds to obtain the anion exchange resin. The method for preparing anion exchange resin is simple, the synthesis cycle is short, and it is suitable for large-scale mass production, and the product quality is stable and controllable.

【技术实现步骤摘要】
阴离子交换树脂及其制备方法和用途
本专利技术涉及分析化学领域，具体而言，本专利技术涉及制备阴离子交换树脂的方法、阴离子交换树脂和该阴离子交换树脂的用途。
技术介绍
离子色谱(IonChromatography，IC)是高效液相色谱(HPLC)的一种，是分析离子的一种液相色谱法。离子色谱分析法是通过带电的溶质分子与离子交换固定相上可交换的离子进行交换而达到分离目的的方法。该方法主要依赖电荷间的相互作用，利用带电分子中电荷的微小差异而进行分离，具有较高的分离容量，其实质是分析样品中的离子、离子交换官能团以及流动相三者之间的联系。离子色谱柱是离子色谱分析中的关键。传统的色谱柱制备过程繁琐，方法复杂、大量使用试剂且人工成本高，不同批次的色谱柱填料的分离性能差别大，重复性不好。中国专利CN107497138A公开了一种色谱柱内在线合成填料的半自动化合成方法，所用原料为丁二醇二缩水甘油醚和甲胺反应生成线性聚合物，通过静电吸附到磺化后的PS/DVB表面，该过程中聚合物的分子量不易控制，难以在微球表面均匀吸附，导致分析过程中色谱峰型变宽，影响分离度和柱效，且在线合成难以规模化量产。因而，现有的制备离子色谱柱填料的手段仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出制备阴离子交换树脂的方法、阴离子交换树脂和该阴离子交换树脂的用途。该制备阴离子交换树脂的方法步骤简单、合成周期短，适用于大规模的量产，且产品质量稳定可控。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备阴离子交换树脂的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将经过磺化处理的聚合物微球与胺类聚合物混合，得到吸附有所述胺类聚合物的聚合物微球；(2)将所述吸附有胺类聚合物的聚合物微球与环氧化合物混合，得到所述阴离子交换树脂。该方法以磺化后的聚合物微球为骨架，通过静电作用使胺类聚合物吸附在聚合物微球表面，使微球表面含有游离的胺类基团。进而利用环氧化合物将胺类聚合物中的各级胺全部转化为季胺，从而使吸附有胺类聚合物的聚合物微球对阴离子具有保留效果，完成阴离子交换树脂的制备。该方法无复杂化学反应、反应步骤少，简单易行，且树脂交换容量可控，适用于大规模量产。另外，根据本专利技术上述实施例的制备阴离子交换树脂的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述聚合物微球为聚乙烯苯-二乙烯基苯共聚物(PS/DVB)微球或乙基乙烯基苯-二乙烯基苯共聚物微球。在本专利技术的一些实施例中，所述聚合物微球的粒径为3～20μm，交联度为1～90％，所述聚合物微球无孔或者孔径为在本专利技术的一些实施例中，所述胺类聚合物为聚乙烯亚胺或乙二胺封端的聚乙烯亚胺。由此，胺类聚合物的分子量固定，更易于吸附在聚合物微球表面，制备得到的阴离子交换树脂质量更为稳定。在本专利技术的一些实施例中，所述胺类聚合物的分子量为600～7000。在本专利技术的一些实施例中，所述环氧化合物选自甲基环氧丙烷、环氧氯丙烷、环氧苯乙烷、缩水甘油和缩水甘油基炔丙基醚中的至少之一。由此，可进一步有利于提高胺类聚合物中各级胺转化为季胺，从而进一步提高阴离子交换树脂的交换容量。在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，所述混合进行的时间为20～120min。由此，可进一步提高胺类聚合物在聚合物微球上的吸附量。在本专利技术的一些实施例中，步骤(2)中，所述混合在50～90摄氏度下进行，进行的时间为20～60min。由此，可进一步有利于胺类聚合物中各级胺转化为季胺。在本专利技术的另一方面，本专利技术提出了一种阴离子交换树脂。根据本专利技术的实施例，该阴离子交换树脂是由上述实施例的制备阴离子交换树脂的方法制备得到的。由此，该阴离子交换树脂的制备方法简单，交换容量稳定可控，适用于大规模量产。在本专利技术的再一方面，本专利技术提出了上述实施例的阴离子交换树脂作为离子色谱柱填料在离子色谱分析方法中的用途。通过采用上述实施例的阴离子交换树脂作为离子色谱柱填料，可进一步提高离子色谱柱的分离性能。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是实施例1中制备得到的阴离子交换树脂的电镜照片；图2是采用实施例1制备得到的阴离子交换树脂作为填料的离子色谱柱对7种阴离子进行分离的色谱图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备阴离子交换树脂的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将经过磺化处理的聚合物微球与胺类聚合物混合，得到吸附有胺类聚合物的聚合物微球；(2)将吸附有胺类聚合物的聚合物微球与环氧化合物混合，得到阴离子交换树脂。该方法以磺化后的聚合物微球为骨架，通过静电作用使胺类聚合物吸附在聚合物微球表面，使微球表面含有游离的胺类基团。进而利用环氧化合物将胺类聚合物中的各级胺全部转化为季胺，从而使吸附有胺类聚合物的聚合物微球对阴离子具有保留效果，完成阴离子交换树脂的制备。该方法无复杂化学反应、反应步骤少，简单易行，且树脂交换容量可控，适用于大规模量产。根据本专利技术的实施例，上述磺化处理具体操作条件并不受特别限制，可以采用本领域常规的对聚合物微球进行磺化的方法。根据本专利技术的具体示例，磺化处理按照下列步骤进行：将聚合物微球与80～98％浓硫酸按照固液比1g:(5～20)mL混合，设置反应温度为60～100℃，反应0.5～12h，反应结束后冷却，将磺化后聚合物微球清洗至废液无色，烘干备用。专利技术人在实验中发现，通过对聚合物微球进行磺化，可显著改善聚合物微球的反应性能，而上述磺化处理条件也是专利技术人经过大量的实验而优化得到的，在上述条件之外进行操作，可能会大大影响聚合物微球的反应性能。例如，聚合物微球的固液比过低会导致磺化度不够，降低填料交换容量；反应温度过高，会导致微球破裂，产生碎片，从而降低填料柱效；反应时间过长，会导致磺化过度，影响目标物的保留。根据本专利技术的实施例，用于制备阴离子交换树脂的聚合物微球的种类并不受特别限制，只要是可磺化的聚合物微球即可，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本专利技术的具体实施例，聚合物微球可以为聚乙烯苯-二乙烯基苯共聚物(PS/DVB)微球或乙基乙烯基苯-二乙烯基苯共聚物微球。相对于本领域其他常见的聚合物微球，PS/DVB微球和乙基乙烯基苯-二乙烯基苯共聚物微球的来源更为广泛，原料成本更低，且这两种微球机械强度高，适合更高的装填压力，从而提高色谱柱柱效；此外，该类聚合物微球对有机溶剂的耐受性高，可再生性强，从而间接地延长了使用寿命。根据本专利技术的实施例，聚合物微球的粒径可以为3～20μm，交联度可以为1～90％，聚合物微球可以为无孔或者孔径为专利技术人发现，聚合物微球既可以采用无孔微球，也可以采用孔径在的微球。无孔微球交换容量低，适合快速分析；多孔微球交换容量高，适合复杂基质中目标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备阴离子交换树脂的方法，其特征在于，包括：(1)将经过磺化处理的聚合物微球与胺类聚合物混合，得到吸附有所述胺类聚合物的聚合物微球；(2)将所述吸附有胺类聚合物的聚合物微球与环氧化合物混合，得到所述阴离子交换树脂。

【技术特征摘要】
1.一种制备阴离子交换树脂的方法，其特征在于，包括：(1)将经过磺化处理的聚合物微球与胺类聚合物混合，得到吸附有所述胺类聚合物的聚合物微球；(2)将所述吸附有胺类聚合物的聚合物微球与环氧化合物混合，得到所述阴离子交换树脂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合物微球为聚乙烯苯-二乙烯基苯共聚物微球或乙基乙烯基苯-二乙烯基苯共聚物微球。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述聚合物微球的粒径为3～20μm，交联度为1～90％，所述聚合物微球无孔或者孔径为1～3000埃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述胺类聚合物为聚乙烯亚胺或乙二胺封端的聚乙烯亚胺。5.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘世江，
申请(专利权)人：安徽皖仪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34