一种亲水性磁性苯乙烯系强碱阴离子交换微球树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种亲水性磁性苯乙烯系强碱阴离子交换微球树脂及其制备方法，属于树脂材料领域。本发明专利技术将磁性颗粒与有机单体进行悬浮聚合反应，获得具有羟基化或酰氧基化苯乙烯系共聚磁性微球，对酰氧基化的苯乙烯系磁性微球进行水解即可获得羟基化苯乙烯磁性微球，此树脂白球进一步通过与仲胺、醛的曼尼希反应引入叔胺结构，每个苯环可以最多引入2个叔胺基团，大大提高了树脂的交换容量。进一步的，对胺化后的树脂进行烷基化反应，即可获得本发明专利技术的树脂。由于树脂具有磁性，沉降性能优良，可以采用流化床吸附工艺，极大地提高了处理水量，可用于各种废水、饮用水或自然水体中腐殖酸、富里酸、无机阴离子等带负电物质的分离或去除。

Hydrophilic magnetic styrene series strong base anion exchange microsphere resin and preparation method thereof

The invention relates to a hydrophilic magnetic styrene based anion exchange microsphere resin and a preparation method thereof, belonging to the field of resin materials. A magnetic microsphere with hydroxylation or acylated styrene system is obtained by suspension polymerization of magnetic particles and organic monomers. The hydroxylated styrene magnetic microspheres can be obtained by hydrolysis of the acylated styrene system magnetic microspheres. The resin white ball reacts with the Mannich of secondary amines and aldehydes one step. By introducing tertiary amine structure, each benzene ring can introduce 2 tertiary amine groups at most, thus greatly improving the exchange capacity of the resin. Furthermore, the resin of the invention can be obtained by alkylation of the resin after amination. Because of the magnetic properties of the resin and the fine settling property, the fluidized bed adsorption process can be used to greatly improve the water treatment. It can be used for the separation or removal of the negative electric materials such as humic acid, rich acid and inorganic anion in various wastewater, drinking water or natural water body.

【技术实现步骤摘要】
一种亲水性磁性苯乙烯系强碱阴离子交换微球树脂及其制备方法
本专利技术属于树脂材料领域，具体涉及一种亲水性磁性苯乙烯系强碱阴离子交换微球树脂，另外，本专利技术还涉及该树脂的制备方法。
技术介绍
苯乙烯系强碱阴离子交换树脂是一种具有疏水性苯乙烯骨架、高机械强度及高交换容量的阴离子交换树脂，其广泛用于生物医药工程、化学分析、废水处理及资源化等方面。然而，传统的苯乙烯系强碱阴离子交换树脂粒径多在0.3mm～1.2mm之间，在应用时多采用固定床工艺，使树脂在应用时传质阻力大、处理水量低，增加了运行成本。由于小颗粒的树脂具有较大的外比表面积和优良的动力学性能，其吸附和脱附性能要明显优于大颗粒的树脂。若在粉末树脂球内掺入小粒径的磁性颗粒使树脂具有磁性，不仅可以利用磁场进行快速有效的分离，还可使用全混式操作工艺，从而极大地增加处理水量，降低投资和运行成本。目前，国内外对磁性强碱阴离子交换树脂的报道主要集中在丙烯酸系树脂，如澳大利亚Orica公司的专利AU744706B2，其中公开了用于饮用水处理的MIEX树脂。国内学者也相应开发了具有磁性的丙烯酸系强碱阴离子交换树脂材料，如专利CN101781437本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种亲水性磁性苯乙烯系强碱阴离子交换微球树脂，其特征在于，该树脂由树脂骨架和位于树脂骨架内的磁性颗粒组成，其中树脂骨架的结构中包括如式(I)所示的结构单元，

【技术特征摘要】
1.一种亲水性磁性苯乙烯系强碱阴离子交换微球树脂，其特征在于，该树脂由树脂骨架和位于树脂骨架内的磁性颗粒组成，其中树脂骨架的结构中包括如式(I)所示的结构单元，其中，R1或R2分别独立的代表C1～6烷基或羟基取代的C1～6烷基，或N(R1)2或N(R2)2分别共同构成C4～9杂环基；R3或R4分别独立的代表C1～4烷基；X代表卤素或OH。2.根据权利要求1所述的亲水性磁性苯乙烯系强碱阴离子交换微球树脂，其特征在于，树脂的粒径为50～600μm，磁性颗粒与树脂骨架的重量比为0.05～1：1；R1或R2分别独立的代表C1～4烷基或羟基取代的C1～4烷基，或N(R1)2或N(R2)2分别共同构成吡咯、2-吡咯烷酮、吲哚、哌啶或吗啉；R3或R4分别独立的代表C1～2烷基；X代表Cl、Br、I或OH。3.根据权利要求1所述的亲水性磁性苯乙烯系强碱阴离子交换微球树脂，其特征在于，树脂的粒径为80～300μm，优选为80～200μm；磁性颗粒与树脂骨架的重量比优选为0.05～0.3：1；所述磁性颗粒为Fe3O4、α-Fe2O3、γ-Fe2O3、镍锌铁氧体、锰锌铁氧体或锶铁氧体颗粒中的一种或几种；所述磁性颗粒粒径为0.005～1μm；该树脂的强碱交换容量为3.0～7.5mmol/g，含水率为45～65％，比饱和磁化强度为2.5～40emu/g。4.一种如权利要求1所述的亲水性磁性苯乙烯系强碱阴离子交换微球树脂的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：(1)将磁性颗粒加入单体相中，搅拌后，得到的混合油相再与水相混合，搅拌后，在70～100℃反应，得到磁性聚合白球；所述单体相包括单体、交联剂、引发剂、致孔剂和偶联剂；所述水相包括水、分散剂和无机盐；(2)将步骤(1)得到的磁性聚合白球在温度为70～100℃的碱性条件下水解，然后在酸性溶液中反应1.5～7.5小时后，得到聚羟基苯乙烯磁性聚合微球；或直接将步骤(1)得到的磁性聚合白球在酸性溶液中反应1.5～7.5小时后，得到聚羟基苯乙烯磁性聚合微球；(3)将步骤(2)得到聚羟基苯乙烯磁性聚合微球、仲胺和醛在20～90℃反应，得到羟基化磁性苯乙烯系弱碱阴离子交换微球树脂；(4)将步骤(3)得到羟基化磁性苯乙烯系弱碱阴离子交换微球树脂，在碱性溶液中与烷基化试剂在20～120℃反应，即得。5.根据权利要求4所述的亲水性磁性苯乙烯系强碱阴离子交换微球树脂的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，单体相与磁性颗粒的重量比为1：0.05～1：0.5，优选为1：0.08～1:0.3；单体和交联剂总重与致...

【专利技术属性】
技术研发人员：李爱民，李启蒙，双陈冬，周庆，王正，周伟伟，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32