一种超疏水高抗压苯乙烯-二乙烯基苯共聚物催化剂载体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超疏水高抗压苯乙烯‑二乙烯基苯共聚物催化剂载体的制备方法，其特征是：将去离子水、有机物、无机盐和表面活性剂加入到反应容器中，搅拌下加热到40～70℃，再将已混合的苯乙烯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸甲酯、叔丁基苯乙烯、过氧化苯甲酰、正庚烷和二氯乙烷的混合物加入，加热至80～95℃，搅拌下进行悬浮聚合反应7～9h后，过滤，固体物用去离子水、无水乙醇洗涤，再用丙酮在索氏提取器中抽提，然后用无水乙醇、去离子水洗涤，干燥、筛分，即制得超疏水高抗压苯乙烯‑二乙烯基苯共聚物催化剂载体。以本发明专利技术产物为载体制备的Pt/SDB疏水催化剂，用于重水提氚、废水除氚，催化效率高，可常温使用，使用效果良好。

Preparation method of super hydrophobic and highly resistant styrene two vinyl benzene copolymer catalyst carrier

The invention discloses a preparation method of super hydrophobic high compression styrene two vinyl benzene copolymer catalyst carrier, which is characterized by adding deionized water, organic matter, inorganic salt and surface active agent into the reaction container, heated to 40~70 C under stirring, and then mixing the mixed styrene, two vinyl benzene, and Jia Jibing. The mixture of methyl eNIC acid methyl ester, tert Butyl Styrene, benzoyl peroxide, n-heptane and two chloroethane was added and heated to 80~95 C. After stirring, the suspension polymerization was carried out for 7 to 9h, and the solid was washed with deionized water and anhydrous ethanol. Then acetone was extracted in Soxhlet extractor and then used anhydrous ethanol. The super hydrophobic and highly resistant styrene styrene two vinyl benzene copolymer catalyst carrier was prepared by washing, drying and sieving. The Pt/SDB hydrophobic catalyst, prepared by the product of the invention, is used for tritium extraction in heavy water and tritium in waste water. It has high catalytic efficiency and can be used at room temperature and has good use effect.

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水高抗压苯乙烯-二乙烯基苯共聚物催化剂载体的制备方法
本专利技术属于有机高分子化合物的制备，涉及一种超疏水高抗压苯乙烯-二乙烯基苯共聚物催化剂载体的制备方法。以本专利技术制得的超疏水高抗压(疏水角154.8°，抗压强度68.38N)苯乙烯-二乙烯基苯共聚物催化剂载体，在Pt/SDB疏水催化剂制备方面，对贵金属Pt具有负载性能强、Pt流失减少、催化性能提高，以及流体交换效率提高等优点，特别适用于重水提氚和废水除氚等方面的工程化应用。
技术介绍
随着投入运行的各类核设施数目的日益增加，它们所产生的含氚水也大幅增长。数据显示，我国每年约有上万吨级的含氚废水、含氚重水产生，而对于乏燃料中的高放射性物质，国内目前还没有健全的处置库。氚作为高放射有害物的同时也是一种宝贵的战略资源，具有不可忽视的重大价值。因此，对高浓度含氚废水进行去氚处理以及提纯成为未来发展之路的必然选择。从经济和安全方面考虑，对含氚水(重水)中氚的处理都采用了氢同位素催化交换反应的方法，传统的无机亲水催化剂，如铂/三氧化二铝(Pt/A12O3)，在应用于氢-水催化交换反应时，遇到液态水很容易产生中毒、失活等问题，而疏水催化剂可较为理想地加速氢同位素催化反应的进行，因而疏水催化剂是完成氢-水液相催化交换的关键材料。现有技术中，主流的疏水催化剂Pt/SDB(SDB是苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的简称)已成为重点研究与应用的种类，国外已在工业中规模化使用，国内仅仅处于中试水平。主要由于现有的制备方法存在：SDB疏水催化剂载体疏水稳定性差、SDB疏水催化剂的催化活性不足和催化稳定性较差，抗压能力不足，与活性组结合强度偏低，使用寿命短，活性组分易流失不能达到工程化要求等问题。有必要对SDB疏水催化剂载体的疏水稳定性进行研究。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种超疏水高抗压苯乙烯-二乙烯基苯共聚物催化剂载体的制备方法。本专利技术通过一种超疏水高抗压苯乙烯-二乙烯基苯共聚物催化剂载体四元共聚的制备方法，从而提供一种具有超疏水性、高抗压强度、大粒径、孔结构可控，以及能提供负载活性位点的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物疏水催化剂载体的制备方法。本专利技术的内容是：一种超疏水高抗压苯乙烯-二乙烯基苯共聚物催化剂载体的制备方法，其特征是步骤为：a、配料：按去离子水200～400质量份、有机物1～6质量份、无机盐0.01～0.05质量份、表面活性剂0.1～0.6质量份、苯乙烯2～10质量份、二乙烯基苯2～10质量份、甲基丙烯酸甲酯1～4质量份、叔丁基苯乙烯1～4质量份、过氧化苯甲酰0.1～0.6质量份、正庚烷12～24质量份、以及二氯乙烷5～12质量份的质量比取各组分原料；所述有机物可以是聚乙烯醇-1799、聚乙烯醇-2099、聚乙烯醇-2499、聚乙烯醇-2699、羟乙基纤维素、明胶、以及羧甲基纤维素钠中的任一种；所述无机盐可以是磷酸钙、碳酸镁、氯化钠、无水硫酸钠、以及羟基磷酸钙中的任一种；所述表面活性剂可以是硬脂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、以及十八烷基硫酸钠中的任一种；b、制备超疏水苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的粗产物：将去离子水、有机物、无机盐和表面活性剂加入到反应容器(例如：三口烧瓶)中，搅拌下加热到40～70℃，待固体物(全部)溶解后，再将已混合均匀的苯乙烯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸甲酯、叔丁基苯乙烯、过氧化苯甲酰、正庚烷、以及二氯乙烷的混合物加入到反应容器中，加热至温度为80～95℃，(在持续)搅拌下进行悬浮聚合反应，反应时间7～9h后(至硬化、老化后)，过滤，固体物即为超疏水苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的粗产物；c、制备超疏水高抗压苯乙烯-二乙烯基苯共聚物催化剂载体：将反应后得到的固体物(即超疏水苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的粗产物)顺次用去离子水、无水乙醇洗涤，以除去没有反应的苯乙烯和二乙烯基苯单体和有机物可溶性分散剂等杂质；再用固体物质量3～8倍质量的丙酮将固体物在索氏提取器(工业上可采用现有具有相同功能作用的设备或直接浸泡)中抽提12～48h后、过滤，以除去致孔剂和增溶剂等有机杂质，形成孔结构，然后将固体物顺次用无水乙醇、去离子水洗涤，使孔结构得到固定，得到多孔小球状固体物；将(提纯后的)多孔小球状固体物干燥、筛分，即制得超疏水高抗压苯乙烯-二乙烯基苯共聚物催化剂载体。本专利技术的内容中：步骤a中所述有机物与无机盐质量份的用量质量比较好的是100:1。本专利技术的内容中：步骤a中所述苯乙烯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸甲酯、以及叔丁基苯乙烯质量份的用量质量比较好的是10:8.5:3:3。本专利技术的内容中：步骤a中所述(引发剂)过氧化苯甲酰的质量份用量较好的是0.1～0.15质量份。本专利技术的内容中：步骤b中所述搅拌下进行悬浮聚合反应是搅拌器转速为60～280rpm(转/分钟)的条件下进行搅拌加热。本专利技术的内容中：步骤b中所述搅拌下进行悬浮聚合反应较好的是搅拌器转速为70～125rpm(转/分钟)的条件下进行悬浮聚合反应。本专利技术的内容中：步骤b中所述加热至温度为80～95℃替换为加热至温度为87～92℃。本专利技术的内容中：步骤c中所述固体物顺次用去离子水、无水乙醇洗涤是固体物顺次分别用去离子水、无水乙醇洗涤2～4次，每次洗涤用去离子水、无水乙醇的质量为固体物质量的3～8倍。本专利技术的内容中：步骤c中所述固体物用丙酮抽提较好的是抽提24h，抽提用丙酮的质量为固体物质量的3～8倍。本专利技术的内容中：步骤c中所述固体物顺次用无水乙醇、去离子水洗涤是固体物顺次分别用无水乙醇、去离子水洗涤2～4次，每次洗涤用无水乙醇、去离子水的质量为固体物质量的3～8倍。本专利技术的内容中：步骤c中所述干燥、筛分是将固体物在温度为50～60℃、压力为0.08MPa的条件下干燥12～36h，再筛分(过1mm筛)，即制得白色、的超疏水高抗压苯乙烯-二乙烯基苯共聚物催化剂载体。本专利技术的内容中：使用的所述各组分原料可以先进行精制处理：购买的市售(购于阿拉丁或麦克林)苯乙烯(简称St)在使用之前进行蒸馏精制，步骤如下：①将500mL的苯乙烯单体加入到1000mL的分液漏斗中，用150mL5％的NaOH水溶液洗涤三次；②用去离子水多次洗涤直至中性(pH为7～8)，放入少许无水MgSO4至液体澄清即干燥；③把上述干燥之后的苯乙烯减压精馏，收集蒸馏后的馏分，备用。二乙烯基苯(简称DVB)、叔丁基苯乙烯(简称t-Bu)、甲基丙烯酸甲酯(简称MMA)单体的蒸馏过程与苯乙烯单体一样。过氧化苯甲酰(简称BPO)采用氯仿为溶剂、CH3OH作沉淀剂，利用重结晶精制处理等。与现有技术相比，本专利技术具有下列特点和有益效果：(1)采用本专利技术，以苯乙烯、叔丁基苯乙烯为单体，甲基丙烯酸甲酯为未改性功能单体，二乙烯基苯为交联剂，过氧化苯甲酰为引发剂，正庚烷为致孔剂，二氯乙烷为增溶剂，有机物(聚乙烯醇-1788等)为高分子分散剂，十二烷基苯磺酸钠等为表面活性剂、助分散剂，无机盐(磷酸钙等)为无机分散剂；本专利技术利用无机盐和水溶性聚合物作复合分散剂、以及阴离子表面活性剂作助分散剂之间的协同作用；利用所引入的功能单体甲基丙烯酸甲酯中所携带的酯基，其双键对Pt负载起到强有力的增益，对催化活性组分起到更好的负载作用，减少活性组分的流失，且该单体具有一定的疏水性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超疏水高抗压苯乙烯‑二乙烯基苯共聚物催化剂载体的制备方法，其特征是步骤为：a、配料：按去离子水200～400质量份、有机物1～6质量份、无机盐0.01～0.05质量份、表面活性剂0.1～0.6质量份、苯乙烯 2～10质量份、二乙烯基苯2～10质量份、甲基丙烯酸甲酯1～4质量份、叔丁基苯乙烯1～4质量份、过氧化苯甲酰0.1～0.6质量份、正庚烷12～24质量份、以及二氯乙烷5～12质量份的质量比取各组分原料；所述有机物是聚乙烯醇‑1799、聚乙烯醇‑2099、聚乙烯醇‑2499、聚乙烯醇‑2699、羟乙基纤维素、明胶、以及羧甲基纤维素钠中的任一种；所述无机盐是磷酸钙、碳酸镁、氯化钠、无水硫酸钠、以及羟基磷酸钙中的任一种；所述表面活性剂是硬脂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、以及十八烷基硫酸钠中的任一种；b、制备超疏水苯乙烯‑二乙烯基苯共聚物的粗产物：将去离子水、有机物、无机盐和表面活性剂加入到反应容器中，搅拌下加热到40～70℃，待固体物溶解后，再将已混合的苯乙烯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸甲酯、叔丁基苯乙烯、过氧化苯甲酰、正庚烷、以及二氯乙烷的混合物加入到反应容器中，加热至温度为80～95℃，搅拌下进行悬浮聚合反应，反应时间7～9h后，过滤，固体物即为超疏水苯乙烯‑二乙烯基苯共聚物的粗产物；c、制备超疏水高抗压苯乙烯‑二乙烯基苯共聚物催化剂载体：将反应后得到的固体物顺次用去离子水、无水乙醇洗涤；再用固体物质量3～8倍质量的丙酮将固体物在索氏提取器中抽提12～48h后、过滤，然后将固体物顺次用无水乙醇、去离子水洗涤，得到多孔小球状固体物；将多孔小球状固体物干燥、筛分，即制得超疏水高抗压苯乙烯‑二乙烯基苯共聚物催化剂载体。...

【技术特征摘要】
1.一种超疏水高抗压苯乙烯-二乙烯基苯共聚物催化剂载体的制备方法，其特征是步骤为：a、配料：按去离子水200～400质量份、有机物1～6质量份、无机盐0.01～0.05质量份、表面活性剂0.1～0.6质量份、苯乙烯2～10质量份、二乙烯基苯2～10质量份、甲基丙烯酸甲酯1～4质量份、叔丁基苯乙烯1～4质量份、过氧化苯甲酰0.1～0.6质量份、正庚烷12～24质量份、以及二氯乙烷5～12质量份的质量比取各组分原料；所述有机物是聚乙烯醇-1799、聚乙烯醇-2099、聚乙烯醇-2499、聚乙烯醇-2699、羟乙基纤维素、明胶、以及羧甲基纤维素钠中的任一种；所述无机盐是磷酸钙、碳酸镁、氯化钠、无水硫酸钠、以及羟基磷酸钙中的任一种；所述表面活性剂是硬脂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、以及十八烷基硫酸钠中的任一种；b、制备超疏水苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的粗产物：将去离子水、有机物、无机盐和表面活性剂加入到反应容器中，搅拌下加热到40～70℃，待固体物溶解后，再将已混合的苯乙烯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸甲酯、叔丁基苯乙烯、过氧化苯甲酰、正庚烷、以及二氯乙烷的混合物加入到反应容器中，加热至温度为80～95℃，搅拌下进行悬浮聚合反应，反应时间7～9h后，过滤，固体物即为超疏水苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的粗产物；c、制备超疏水高抗压苯乙烯-二乙烯基苯共聚物催化剂载体：将反应后得到的固体物顺次用去离子水、无水乙醇洗涤；再用固体物质量3～8倍质量的丙酮将固体物在索氏提取器中抽提12～48h后、过滤，然后将固体物顺次用无水乙醇、去离子水洗涤，得到多孔小球状固体物；将多孔小球状固体物干燥、筛分，即制得超疏水高抗压苯乙烯-二乙烯基苯共聚物催化剂载体。2.按权利要求1所述超疏水高抗压苯乙烯-二乙烯基苯共聚物催化剂载体的制备方法，其特征是：步骤a中所述有机物与无机盐质量份的用量...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘才林，罗雯利，陈文姣，杨海君，任先艳，杨莉，王玉平，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51