一种吸附镓螯合树脂及制备方法技术

一种吸附镓螯合树脂及其制备方法，将苯乙烯、丙烯腈、对二乙烯苯、致孔剂、过氧化苯甲酰及盐水混合后，再加入分散剂，然后加热进行悬浮聚合，得到含有共聚珠体的反应液，将共聚珠体从反应液中分离出来，然后纯化并干燥，得到干燥的共聚珠体；将干燥后的共聚珠体进行偕胺肟化反应，制得吸附镓螯合树脂。本发明专利技术制备方法工艺简单、操作性强、成本低且稳定性高。同时，本发明专利技术还通过控制各单体的加入量，选择合适的致孔剂，反应介质、温度以及时间改进了制备的吸附镓螯合树脂的结构，增加活性官能团；试验证明，本发明专利技术吸附镓螯合树脂亲水性良好，比表面积适宜，强度好，对拜耳母液中的镓离子有较高的吸附选择性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于聚合物领域，具体涉及一种吸附镓螯合树脂及制备方法。
技术介绍
镓是一种稀有元素，主要用于半导体工业中，对镓的提取方法通常是从拜耳母液中回收。从拜耳母液中回收镓的方法有多种，如萃取法、汞齐法、电解法和化学富集法等。但由于萃取法成本高，需要消耗大量的萃取剂、氢氧化铝和碱，而且将有机物带入氧化铝的生产流程；汞齐法存在用汞量大和汞污染的缺点；电解法存在污染严重的缺点；化学富集法方法很多，但其操作复杂或者镓铝分离效果差，而且回收率不高。目前，已经有应用进口树脂从拜耳母液中回收金属镓，但吸附量较低，而且经济成本高。对于金属阳离子或者酸式金属阴离子的提取回收主要还是应用离子交换树脂和螯合树脂，但离子交换树脂和螯合树脂的选择性相差很大，而且目前尚未出现对利用偕胺肟螯合树脂从拜耳母液中回收镓的报道。本专利技术公开了一种吸附镓专用螯合树脂及制备方法，该吸附镓专用螯合树脂的官能团是胺肟基，先利用方法制备得到带有胺肟基的螯合树脂，再通过对交联度大小、致孔剂种类及比例、聚合温度及保温时间、偕胺肟化反应的介质种类及比例等因素的选择，制备出了一种从拜耳母液中吸附镓的专用螯合树脂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种吸附镓螯合树脂及制备方法，该制备方法工艺简单、可操作性强、成本低、稳定性高，制备的吸附镓螯合树脂的亲水性好，比表面积更适宜，且对拜耳母液中的镓吸附量高、强度好、使用寿命长、成本低和性能稳定。为了达到上述目的，本专利技术吸附镓螯合树脂的制备方法，包括以下步骤：1)将苯乙烯、丙烯腈、对二乙烯苯、致孔剂、过氧化苯甲酰及盐水混合后，再加入分散剂，然后加热至60℃-70℃，保温反应2-3小时，然后升温至75℃-85℃，保温反应2-4小时，接着升温至90℃-95℃，保温反应3-6小时，得到含有共聚珠体的反应液，将共聚珠体从反应液中分离出来，然后纯化并干燥，得到干燥的共聚珠体；其中，丙烯腈与苯乙烯的摩尔比为1:(0.5-1.5)，对二乙烯苯的质量是丙烯腈和苯乙烯总质量的6％-10％，致孔剂的质量是苯乙烯、丙烯腈以及对二乙烯苯总质量的60％-80％；分散剂的质量是苯乙烯、丙烯腈以及对二乙烯苯总质量的0.5％-1％；2)将干燥后的共聚珠体进行偕胺肟化反应，制得吸附镓螯合树脂。所述的步骤1)中过氧化苯甲酰的质量是苯乙烯、丙烯腈以及对二乙烯苯总质量的0.5％-1％。所述的步骤1)中的致孔剂是由甲苯、二甲苯、汽油中的两种或三种混合而成的。所述的步骤1)中的分散剂为次甲基蓝和/或质量浓度为1％的聚乙烯醇。所述的步骤1)中纯化的方法为：将分离出的共聚珠体水洗后在85℃-100℃下加水蒸煮提取3-6小时以去除致孔剂，完成纯化。所述的步骤1)中盐水的质量浓度为5％。所述的步骤1)中加入的盐水体积是致孔剂、苯乙烯、丙烯腈以及对二乙烯苯总体积的150％-250％。所述的步骤2)将干燥后的共聚珠体进行偕胺肟化反应的过程如下：将干燥后的共聚珠体加入二氯乙烷、甲醇、乙醇、水和四乙烯三胺的混合溶液中，然后在搅拌下加入盐酸羟胺和氢氧化钠，接着在65℃-85℃条件下反应8-15小时，最后降温至40℃，得到含有固体的反应体系；将反应体系的固体分离，然后向固体中加入质量浓度为4％-5％的氢氧化钠水溶液中浸泡5-10小时，最后水洗至中性，即完成偕胺肟化反应；其中，盐酸羟胺与干燥后的共聚珠体的质量比为(0.8-1):1；盐酸羟胺与氢氧化钠的摩尔比为1:1，混合溶液的总体积是干燥后的共聚珠体体积的3-4倍；且混合溶液中二氯乙烷、甲醇、乙醇、水和四乙烯三胺的体积比为1:(1-2):(0.5-1):(0.5-1.5):(1-1.5)。所述的混合溶液中二氯乙烷、甲醇、乙醇、水和四乙烯三胺的体积比为1:2:1:0.5:1.5。一种采用所述的制备方法制备的吸附镓螯合树脂，其化学结构为：与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过悬浮聚合以及胺肟化反应制得了吸附镓螯合树脂，其方法制备方法工艺简单、可操作性强、成本低且稳定性高。同时，本专利技术还通过控制各单体的加入量，选择合适的致孔剂，反应介质、温度以及时间改进了制备的吸附镓螯合树脂的结构，增加活性官能团；经试验证明，本专利技术制备的吸附镓螯合树脂亲水性良好，比表面积适宜，强度好，对拜耳母液中的镓离子有较高的吸附选择性，有利于提高镓离子的吸附量。另外，该吸附镓螯合树脂使用寿命长、产品质量稳定，使用成本低。在制备吸附镓螯合树脂使用的致孔剂是甲苯、二甲苯、汽油的混合物，由于甲苯、二甲苯为良溶剂，而汽油为非良溶剂，因此，三者混合在一起可以控制调节孔径及比表面；盐水能够降低分散相的表面张力，使球粒更为均匀。具体实施方式下面对本专利技术做进一步详细说明。本专利技术吸附镓螯合树脂的化学结构为：该吸附镓螯合树脂的13CNMR表征如下：13CNMR(300Hz,DMSO)29.9(2C,CH),30.1(1C,CH),32.0(2C,CH2),33.5(2C,CH),34.5(2C,CH2),36.1(1C,CH),39.2(2C,CH),128.1(4C,CH),128.3(8C,CH),125.7(2C,CH),136.6(2C,C),139.4(2C,C),164(2C,C)该吸附镓螯合树脂的制备方法包括悬浮聚合和偕胺肟化反应两步，具体步骤为：1)悬浮聚合将苯乙烯、丙烯腈、对二乙烯苯、致孔剂、过氧化苯甲酰及质量浓度为5％的盐水混合后，再加入分散剂，然后加热至60℃-70℃，保温反应2-3小时，然后升温至75℃-85℃，保温反应2-4小时，接着升温至90℃-95℃，保温反应3-6小时，得到含有共聚珠体的反应液，将共聚珠体从反应液中分离出来，然后纯化并干燥，得到干燥的共聚珠体；其中，丙烯腈与苯乙烯的摩尔比为1:(0.5-1.5)，对二乙烯苯的质量是丙烯腈和苯乙烯总质量的6％-10％，致孔剂的质量是苯乙烯、丙烯腈以及对二乙烯苯总质量的60％-80％；分散剂的质量是苯乙烯、丙烯腈以及对二乙烯苯总质量的0.5％-1％；过氧化苯甲酰的质量是苯乙烯、丙烯腈以及对二乙烯苯总质量的0.5％-1％；分散剂为次甲基蓝和/或质量浓度为1％的聚乙烯醇；加入的盐水体积是致孔剂、苯乙烯、丙烯腈以及对二乙烯苯总体积的150％-250％；且纯化的方法为：将分离出的共聚珠体水洗后在85℃-100℃，加水蒸煮提取3-6小时以去除致孔剂，完成纯化。另外，...

【技术保护点】
一种吸附镓螯合树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将苯乙烯、丙烯腈、对二乙烯苯、致孔剂、过氧化苯甲酰及盐水混合后，再加入分散剂，然后加热至60℃‑70℃，保温反应2‑3小时，然后升温至75℃‑85℃，保温反应2‑4小时，接着升温至90℃‑95℃，保温反应3‑6小时，得到含有共聚珠体的反应液，将共聚珠体从反应液中分离出来，然后纯化并干燥，得到干燥的共聚珠体；其中，丙烯腈与苯乙烯的摩尔比为1:(0.5‑1.5)，对二乙烯苯的质量是丙烯腈和苯乙烯总质量的6％‑10％，致孔剂的质量是苯乙烯、丙烯腈以及对二乙烯苯总质量的60％‑80％；分散剂的质量是苯乙烯、丙烯腈以及对二乙烯苯总质量的0.5％‑1％；2)将干燥后的共聚珠体进行偕胺肟化反应，制得吸附镓螯合树脂。

【技术特征摘要】
1.一种吸附镓螯合树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将苯乙烯、丙烯腈、对二乙烯苯、致孔剂、过氧化苯甲酰及盐水混合
后，再加入分散剂，然后加热至60℃-70℃，保温反应2-3小时，然后升温至
75℃-85℃，保温反应2-4小时，接着升温至90℃-95℃，保温反应3-6小时，
得到含有共聚珠体的反应液，将共聚珠体从反应液中分离出来，然后纯化并
干燥，得到干燥的共聚珠体；其中，丙烯腈与苯乙烯的摩尔比为1:(0.5-1.5)，
对二乙烯苯的质量是丙烯腈和苯乙烯总质量的6％-10％，致孔剂的质量是苯乙
烯、丙烯腈以及对二乙烯苯总质量的60％-80％；分散剂的质量是苯乙烯、丙
烯腈以及对二乙烯苯总质量的0.5％-1％；
2)将干燥后的共聚珠体进行偕胺肟化反应，制得吸附镓螯合树脂。
2.根据权利要求1所述的吸附镓螯合树脂的制备方法，其特征在于：所
述的步骤1)中过氧化苯甲酰的质量是苯乙烯、丙烯腈以及对二乙烯苯总质量
的0.5％-1％。
3.根据权利要求1所述的吸附镓螯合树脂的制备方法，其特征在于：所述
的步骤1)中的致孔剂是由甲苯、二甲苯、汽油中的两种或三种混合而成的。
4.根据权利要求1所述的吸附镓螯合树脂的制备方法，其特征在于：所
述的步骤1)中的分散剂为次甲基蓝和/或质量浓度为1％的聚乙烯醇。
5.根据权利要求1所述的吸附镓螯合树脂的制备方法，其特征在于，所
述的步骤1)中纯化的方法为：将分离出的共聚珠体水洗后在85℃-100℃下加
水蒸煮提取3-6小时以去除致孔剂，完成纯化...

【专利技术属性】
技术研发人员：童海，吴斯华，朱银花，
申请(专利权)人：陕西华电树脂股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61