本发明专利技术提供了一种己二胺改性的强酸性阳离子交换树脂及其制备方法，主要包括如下步骤：（1）洗涤树脂；（2）将Na离子型离子交换树脂转化为H离子型离子交换树脂；（3）将步骤（2）所得树脂用三氯甲烷溶胀后与一定量体积比为1:1的二氯亚砜/三氯甲烷混合液加热回流反应，过滤出固体颗粒；（4）将步骤（3）所得树脂颗粒与一定量体积比为1:1的己二胺/二氯甲烷混合液加热回流反应，洗涤烘干后收集产品，获得己二胺改性的强酸性离子交换树脂。本发明专利技术所得适用于吸附废水中的金属离子，特别适用于吸附过渡金属离子。
A diamine modified strong acid cation exchange resin and preparation method thereof
The present invention provides a resin and a preparation method thereof with modified strong acid cation exchange, mainly comprises the following steps: (1) washing resin; (2) Na ion type ion exchange resin into H ionic exchange resin; (3) the step (2) the resin with chloroform swelling after a certain amount of volume and the ratio of 1:1 two thionyl chloride / chloroform mixture heating and refluxing, filtering out particles; (4) the step (3) the resin particles with a certain amount of the volume ratio of 1:1 / dichloromethane solution hexamethylenediamine refluxing reaction, washing and drying after collection of products, get modified hexanediamine the strong acid ion exchange resin. The present invention is suitable for metal ions in adsorbed wastewater, and is especially suitable for adsorption of transition metal ions.
【技术实现步骤摘要】
一种己二胺改性的强酸性阳离子交换树脂及其制备方法
本专利技术涉及一种二元胺改性的离子交换树脂的制备方法，特别是一种用于吸附金属离子的己二胺改性的强酸性阳离子交换树脂的制备方法。
技术介绍
随着经济和工业化的快速发展以及人类对自然资源的过度开发，环境污染问题日趋严重，其中包括石油精炼、电解电镀、冶炼、电池、医药、染料等企业排放的大量含金属离子的工业废水。由于金属污染物的毒性和不可降解性，一旦排入环境将导致永久污染，对水体生物和人类的健康造成了严重的危害。因此，含金属离子的工业废水的处理问题日益引起了国内外科研人员的关注。常见的去除水体中金属污染物的方法有化学沉淀法、离子交换法、溶剂萃取法、电渗析法、反渗透法、超滤法等，其中，吸附及离子交换法因其效果好、成本低、操作方便等特点被广泛应用于金属离子工业废水的处理中。目前，用于吸附、分离金属离子的树脂绝大多数是以聚苯乙烯-二乙烯苯为聚合物基体的离子交换树脂或螯合树脂。离子交换树脂是通过固定基团（fixediongroups）上的反离子（counter-ions）与水体中金属离子交换达到去除金属污染物的，而螯合树脂是通过含有O、N、P、S等未成键孤电子对的螯合功能基，从含金属水溶液中有选择的螯合特定的金属离子。螯合树脂往往比离子交换树脂具有更好的选择性和更加优越的吸附性能，因此，近年来科研工作者合成了多种类型的改性或者复合的离子交换材料，应用于许多工业和环境领域中。专利CN104667887A提出了一种用于低浓度含砷水除砷的改性树脂及其制备方法，该方法是将树脂浸渍于三氯化铝溶液中充分负载后，再继续浸渍于三氯化铁溶液中充分负载获得。目前尚无有关己二胺改性强酸性聚苯乙烯系阳离子交换树脂的相关报道，为了填补这一空白，本专利技术提出了如下方案，获得己二胺改性的732型强酸性阳离子交换树脂。
技术实现思路
本专利技术的目的是制备一种二胺改性的强酸性阳离子交换树脂，该树脂可用于吸附水体中的金属离子（Ni2+,Cu2+,Pb2+等）。本专利技术的方法包括如下步骤：（1）称取适量的Na离子型强酸性阳离子交换树脂，分别用1mol·L−1的盐酸溶液和1mol·L−1氢氧化钠溶液洗涤，除去其中的有机和无机杂质，再用去离子水洗涤至中性，放入烘箱65℃烘干至恒重；（2）将步骤（1）所得烘干后的树脂放入下部垫有玻璃棉的酸式滴定管中，用1mol·L−1的盐酸溶液冲洗24~48h，盐酸溶液的流速为1~4mL·g−1·h−1,然后用去离子水洗涤至中性，在烘箱中65℃烘干至恒重，得到的H离子型强酸性阳离子交换树脂，放入干燥器中储存备用；（3）称取适量步骤（2）中得到的H离子型强酸性阳离子交换树脂放入三口烧瓶中，加入三氯甲烷溶胀4~8h，每克树脂所用三氯甲烷的体积为5mL；（4）在步骤（3）中的三口烧瓶中加入一定量的体积比为1:1的二氯亚砜/三氯甲烷混合溶液，加热回流，搅拌桨转速为300转/分，反应结束后过滤得固体颗粒，再用等体积的二氯甲烷洗涤该固体颗粒3~5次；（5）将步骤（4）中得到的固体颗粒与体积比为1:1的己二胺/二氯甲烷混合溶液置于三口烧瓶中，加热回流，搅拌转速为300转/分，反应结束后过滤得固体颗粒，先用等体积的二氯甲烷洗涤该固体颗粒3~5次，再用等体积的乙醇洗涤3~5次，最后用去离子水洗涤至pH为中性，放入烘箱中65℃烘干至恒重，所得产品即为己二胺改性的强酸性阳离子交换树脂。所述步骤（4）中每克树脂所需混合溶液的体积为3~6mL。所述步骤（5）中每克树脂所需混合溶液的体积为6~12mL。所述步骤（4）和（5）中加热回流的时间均为4~14h。本专利技术的创新点在于运用己二胺对强酸性阳离子交换树脂进行接枝改性，所得改性树脂对镍离子的吸附性能明显提高，并且其循环利用的性能比改性前得到显著增强。具体实施方式实施例1称取适量Na离子型强酸性阳离子交换树脂，分别用150mL浓度为1mol·L−1的盐酸溶液和150mL浓度为1mol·L−1氢氧化钠溶液洗涤，除去其中的有机和无机杂质，再用去离子水洗涤至中性，放入烘箱65℃烘干至恒重。将烘干后的树脂放入下部垫有玻璃棉的酸式滴定管中，用1mol·L−1的盐酸溶液冲洗24h，盐酸溶液的流速为4mL·g−1·h−1,然后用去离子水洗涤至中性，在烘箱中65℃烘干至恒重，得到H离子型强酸性阳离子交换树脂，放入干燥器中储存备用。称取3.0gH离子型强酸性阳离子交换树脂放入三口烧瓶中，加入15mL三氯甲烷溶胀4h。在三口烧瓶中加入9mL体积比为1:1的二氯亚砜/三氯甲烷混合溶液，加热回流8h，搅拌桨转速为300转/分，反应结束后过滤得固体颗粒，再用等体积的二氯甲烷洗涤该固体颗粒3次。将所得的固体颗粒与18mL体积比为1:1的己二胺/二氯甲烷混合溶液置于三口烧瓶中，加热回流8h，搅拌转速为300转/分，反应结束后过滤得固体颗粒，先用等体积的二氯甲烷洗涤该固体颗粒3次，再用等体积的乙醇洗涤3次，最后用去离子水洗涤至pH为中性，放入烘箱中65℃烘干至恒重，所得产品即为己二胺改性的强酸性阳离子交换树脂。所制得的己二胺改性强酸性阳离子交换树脂，可用于吸附水溶液中的金属离子。称取约0.2g的改性树脂置于的具塞锥形瓶中，放入25℃的恒温水浴锅中预热，加入预热过的50mL镍离子溶液（浓度为0.02mol·L−1），搅拌速率为150转/分，待吸附达到平衡，用已知浓度的EDTA溶液滴定溶液中剩余的金属离子浓度。得到改性树脂对Ni离子的吸附容量为4.887mmol·g−1，循环使用4次后的吸附容量为4.026mmol·g−1。实施例2称取适量Na离子型强酸性阳离子交换树脂，分别用150mL浓度为1mol·L−1的盐酸溶液和150mL浓度为1mol·L−1氢氧化钠溶液洗涤，除去其中的有机和无机杂质，再用去离子水洗涤至中性，放入烘箱65℃烘干至恒重。将烘干后的树脂放入下部垫有玻璃棉的酸式滴定管中，用1mol·L−1的盐酸溶液冲洗32h，盐酸溶液的流速为3mL·g−1·h−1,然后用去离子水洗涤至中性，在烘箱中65℃烘干至恒重，得到H离子型强酸性阳离子交换树脂，放入干燥器中储存备用。称取2.0gH离子型强酸性阳离子交换树脂放入三口烧瓶中，加入10mL三氯甲烷溶胀5h。在三口烧瓶中加入8mL体积比为1:1的二氯亚砜/三氯甲烷混合溶液，加热回流4h，搅拌桨转速为300转/分，反应结束后过滤得固体颗粒，再用等体积的二氯甲烷洗涤该固体颗粒4次。将所得的固体颗粒与16mL体积比为1:1的己二胺/二氯甲烷混合溶液置于三口烧瓶中，加热回流4h，搅拌转速为300转/分，反应结束后过滤得固体颗粒，先用等体积的二氯甲烷洗涤该固体颗粒4次，再用等体积的乙醇洗涤4次，最后用去离子水洗涤至pH为中性，放入烘箱中65℃烘干至恒重，所得产品即为己二胺改性的强酸性阳离子交换树脂。所制得的己二胺改性强酸性阳离子交换树脂，可用于吸附水溶液中的金属离子。称取约0.2g的改性树脂置于的具塞锥形瓶中，放入25℃的恒温水浴锅中预热，加入预热过的50mL镍离子溶液（浓度为0.02mol·L−1），搅拌速率为150转/分，待吸附达到平衡，用已知浓度的EDTA溶液滴定溶液中剩余的金属离子浓度。得到改性树脂对Ni离子的吸附容量为3.516mmol·g−1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种己二胺改性的强酸性阳离子交换树脂及其制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）称取适量的Na离子型强酸性阳离子交换树脂，分别用1 mol·L
【技术特征摘要】
1.一种己二胺改性的强酸性阳离子交换树脂及其制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）称取适量的Na离子型强酸性阳离子交换树脂，分别用1mol·L−1的盐酸溶液和1mol·L−1氢氧化钠溶液洗涤，除去其中的有机和无机杂质，再用去离子水洗涤至中性，在65℃下烘干至恒重；以每克树脂为基准，所述盐酸溶液和氢氧化钠溶液的体积均4mL；（2）将步骤（1）所得树脂放入下部垫有玻璃棉的酸式滴定管中，用1mol·L−1的盐酸溶液冲洗24~48h，以每克树脂为基准，所述盐酸溶液的流速为1~4mL·h−1,然后用去离子水洗涤至中性，在65℃下烘干至恒重，得到H离子型强酸性阳离子交换树脂，放入干燥器中储存备用；（3）称取适量步骤（2）所得树脂放入三口烧瓶中，加入三氯甲烷溶胀4~8h，每克树脂所用三氯甲烷...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾作祥，钱佳，邱敏茜，薛为岚，张威，李莎婷，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
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