一种高分子聚合物吸附剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种高分子聚合物吸附剂及其制备方法，所述的高分子聚合物吸附剂具体按照如下方法进行制备：在制孔剂中加入二乙烯基苯、烯烃酰胺类物质与引发剂，混合均匀，在10～50℃下搅拌反应1～10h，得到混合液；将所得混合液转移至有聚四氟乙烯内衬的不锈钢晶化釜中，于90～200℃晶化箱中晶化4～48h使反应物发生聚合反应，待反应完全后取出不锈钢晶化釜，自然冷却至室温；将经过晶化后的固体产物取出转移至真空干燥箱中真空干燥，得到目标产物高分子聚合物PDVB‑CONH2。本发明专利技术通过对高分子骨架合理地嫁接官能团，有效地增加了材料的吸附位点，大大提高了高分子材料的单位质量的NOx吸附容量。

A Polymer Adsorbent and Its Preparation Method and Application

The invention discloses a macromolecule polymer adsorbent and a preparation method thereof. The macromolecule polymer adsorbent is prepared according to the following methods: divinylbenzene, olefin amide and initiator are added into the pore-making agent, and the mixture is evenly mixed, stirred for 1-10 h at 10-50 (?) C, and the mixture is obtained; the obtained mixture is transferred to all PTFE linings. In the stainless steel crystallization kettle, the reactants were crystallized in the crystallization box at 90-200 C for 4-48 hours, then the stainless steel crystallization kettle was taken out after the reaction was completed and cooled to room temperature. The solid products after crystallization were removed and transferred to the vacuum drying box for vacuum drying, and the target polymer PDVB_CONH2 was obtained. By grafting functional groups rationally on the polymer skeleton, the invention effectively increases the adsorption sites of the material and greatly improves the NOx adsorption capacity per unit mass of the macromolecule material.

【技术实现步骤摘要】
一种高分子聚合物吸附剂及其制备方法与应用(一)
本专利技术属于环境化学、材料化学的
，涉及空气污染物的处理，特别涉及一种有机高分子材料及其制备方法与在常温NOx的吸附净化处理方面的应用。(二)
技术介绍
随着工业化进程的加快，当今世界人均汽车保有量极大增加，在行车以及停车过程中尾气产生的NOx(NO+NO2)作为一种对人体有害物质时时伴随着我们。如在长隧道以及停车场等半封闭场所遭遇堵塞停留，汽车尾气中会持续产生大量NOx难以迅速排入大气，而直接被人体吸收造成眼睛和粘膜刺激、头痛、呼吸道疾病和肺功能障碍等病状，对人体健康产生巨大压力。目前对于长隧道以及停车场等半封闭场所的空气净化主要采用通风的方式进行处理，但在实际应用中效果并不理想。采用吸附材料对低浓度NOx进行富集吸附是一种极有效的方法。如中国专利(CN106824077A)提出的改性活性炭纤维方法，活性炭纤维具有丰富的微孔结构能够使NOx在孔道内聚集，因而对于NOx具有很好的吸附效果，但是在应用过程中活性炭纤维吸收对NO2吸附较好，但对NO吸收能力很弱，另外，碳材料受杂质气体影响较大，尤其是水汽影响，会导致吸附量大幅下降；Zhang等人(Langmuir.,1993,9:2331-2334)提出的采用分子筛作为一种NOx吸附材料，同样也存在对NO无法完全吸附的缺点，因此急需研发一种常温下更为高效、应用方便、制备流程简洁的NOx吸附材料。(三)
技术实现思路
本专利技术目的就是提供一种高分子聚合物及其制备方法与常温吸附NOx应用。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用溶剂热法，以二乙烯苯为主要单体构建骨架并提供三维纳米网络孔道，通过聚合过程中在网络孔道内部引入具有双键烯烃结构的酰胺物质，制备了一种高效的NOx吸附材料，并提供其在常温吸附NOx上的应用。本专利技术采用以下技术方案：一种高分子聚合物吸附剂，其具体按照如下方法进行制备：(1)在制孔剂中加入二乙烯基苯(DVB)、烯烃酰胺类物质与引发剂，混合均匀，在10～50℃下搅拌反应1～10h，得到混合液；所述的二乙烯基苯、制孔剂与所述的烯烃酰胺类物质的质量比为1～10：1～40：1；所述的引发剂与DVB质量比为0.1～50：1000；所述的引发剂为二乙烯基苯的良溶剂；(2)将步骤(1)所得混合液转移至有聚四氟乙烯内衬的不锈钢晶化釜中，于90～200℃晶化箱中晶化4～48h使反应物发生聚合反应，待反应完全后，从所述晶化箱中取出不锈钢晶化釜，自然冷却至室温；(3)将经过步骤(2)晶化后的固体产物从所述不锈钢晶化釜取出，转移至真空干燥箱中真空干燥，得到目标产物高分子聚合物PDVB-CONH2。进一步，步骤(1)中，所述的制孔剂为甲醇、乙醇、甘醇、聚乙二醇、1，4-丁二醇、甘油、苯酚、邻羟基苯甲醛、三氯甲烷、乙酰水杨酸、草酸、醋酸、甲苯、庚烷、正己烷、环己烷、苯、二甲苯、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、DMF、苯甲酸、苯甲酰胺、四氢呋喃、丙酮、环戊酮、吡啶、尿素、丙氨酸、二乙醇胺或乙酸乙酯中的一种或任意几种的混合物。再进一步，步骤(1)中，所述的制孔剂优选为苯、DMF、四氢呋喃、丙酮、乙酸乙酯。进一步，步骤(1)中，所述的搅拌反应中，搅拌速度为200～600rpm。进一步，步骤(1)中，所述的烯烃酰胺类物质为甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、叔烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基丙烯酰胺、N-(异丁氧基)甲基丙烯酰胺、2，6-二丙烯酰胺吡啶、N，N-亚甲基双丙烯酰胺、N，N-1，4-苯基双丙烯酰胺、3，5-丙烯酰胺基苯甲酸或二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺中的一种或任意几种的混合物。进一步，步骤(1)中，所述的引发剂为息香丁醚、2-羟基-2-甲基-1-苯基甲酮、二苯甲酮、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、2，2-偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或过氧化二碳酸二异丙酯中的一种或任意几种的混合物。再进一步，步骤(1)中，所述引发剂优选为2，2-偶氮二异丁腈。进一步，步骤(3)中，所述干燥条件为在真空度-1×100～-0.2×100kpa下，30～80℃之间真空干燥2～48h，直至制孔剂挥发完全。本专利技术还提供了所述的高分子聚合物吸附剂在吸附NOx中的应用。进一步，本专利技术中举例NOx为体积比为1：1的NO与NO2的混合气，但NO与NO2比例不仅限于1：1。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术制备的高分子聚合物吸附剂制备流程简单，操作易行；(2)本专利技术制备的高分子聚合物吸附剂对常温下NOx吸附牢固，反应迅速，受杂质气体影响小；(3)本专利技术通过对高分子骨架合理地嫁接官能团，有效地增加了材料的吸附位点，大大提高了高分子材料的单位质量的NOx吸附容量。因此，本专利技术制得的有机高分子材料显示出很好的NOx吸附能力，并且表现出极好的选择性，在常温下对NOx分子具有极好的富集吸附效果，不仅可应用在车载净化器装置中，也可用于地下停车场等NOx易聚集的半封闭场所，以及防毒面具的主要材料应用在工业中NOx泄露场所。(四)附图说明图1为实施例2制备的高分子聚合物吸附剂的NOx吸附曲线图。图2为实施例2制备的高分子聚合物吸附剂的红外表征图。图3为实施例2制备的高分子聚合物吸附剂的BET吸脱附曲线与孔径分布图。(五)具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术保护范围并不仅限于此。实施例1取50.0g正己烷于烧杯中，加入12.5g(80％)二乙烯基苯、2.0g丙烯酰胺和0.1g2，2-偶氮二异丁腈，混合溶液在20℃下以300rpm的转速，搅拌4h，使溶液充分混合。之后将搅拌后的混合溶液转移至有聚四氟乙烯内衬的不锈钢晶化釜中，在100℃环境下晶化24h使反应物发生聚合，反应后取出不锈钢反应釜，待自然冷却至室温。将晶化后的固体产物取出转移至烧杯内放入真空干燥箱中在70℃，-1×100kpa下真空干燥24h，得到样品高分子聚合物PDVB-CONH2-1。实施例2取50.0g四氢呋喃于烧杯中，加入12.5g(80％)二乙烯基苯、2.0g丙烯酰胺和0.1g2，2-偶氮二异丁腈，混合溶液在20℃下以300rpm的转速，搅拌4h，使溶液充分混合。之后将搅拌后的混合溶液转移至有聚四氟乙烯内衬的不锈钢晶化釜中，在100℃环境下晶化24h使反应物发生聚合，反应后取出不锈钢反应釜，待自然冷却至室温。将晶化后的固体产物取出转移至烧杯内放入真空干燥箱中在70℃，-1×100kpa下真空干燥24h，得到样品高分子聚合物PDVB-CONH2-2。实施例3取50.0g丙酮于烧杯中，加入12.5g(80％)二乙烯基苯、2.0g丙烯酰胺和0.1g2，2-偶氮二异丁腈，混合溶液在20℃下以300rpm的转速，搅拌4h，使溶液充分混合。之后将搅拌后的混合溶液转移至有聚四氟乙烯内衬的不锈钢晶化釜中，在100℃环境下晶化24h使反应物发生聚合，反应后取出不锈钢反应釜，待自然冷却至室温。将晶化后的固体产物取出转移至烧杯内放入真空干燥箱中在70℃，-1×100kpa下真空干燥24h，得到样品高分子聚合物PDVB-CONH2-3。实施例4取50.0g乙酸乙酯于烧杯中，加入12.5g(80％)二乙烯基苯、2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高分子聚合物吸附剂，其特征在于：所述的高分子聚合物吸附剂具体按照如下方法进行制备：(1)在制孔剂中加入二乙烯基苯、烯烃酰胺类物质与引发剂，混合均匀，在10～50℃下搅拌反应1～10h，得到混合液；所述的二乙烯基苯、制孔剂与所述的烯烃酰胺类物质的质量比为1～10：1～40：1；所述的引发剂与所述的二乙烯基苯质量比为0.1～50：1000；所述的引发剂为二乙烯基苯的良溶剂；(2)将步骤(1)所得混合液转移至有聚四氟乙烯内衬的不锈钢晶化釜中，于90～200℃在晶化箱中晶化4～48h，待反应完全后，从所述晶化箱中取出不锈钢晶化釜，自然冷却至室温；(3)将经过步骤(2)晶化后的固体产物从所述不锈钢晶化釜取出，转移至真空干燥箱中真空干燥，得到目标产物高分子聚合物PDVB‑CONH2。

【技术特征摘要】
1.一种高分子聚合物吸附剂，其特征在于：所述的高分子聚合物吸附剂具体按照如下方法进行制备：(1)在制孔剂中加入二乙烯基苯、烯烃酰胺类物质与引发剂，混合均匀，在10～50℃下搅拌反应1～10h，得到混合液；所述的二乙烯基苯、制孔剂与所述的烯烃酰胺类物质的质量比为1～10：1～40：1；所述的引发剂与所述的二乙烯基苯质量比为0.1～50：1000；所述的引发剂为二乙烯基苯的良溶剂；(2)将步骤(1)所得混合液转移至有聚四氟乙烯内衬的不锈钢晶化釜中，于90～200℃在晶化箱中晶化4～48h，待反应完全后，从所述晶化箱中取出不锈钢晶化釜，自然冷却至室温；(3)将经过步骤(2)晶化后的固体产物从所述不锈钢晶化釜取出，转移至真空干燥箱中真空干燥，得到目标产物高分子聚合物PDVB-CONH2。2.如权利要求1所述的高分子聚合物吸附剂，其特征在于：步骤(1)中，所述的制孔剂为甲醇、乙醇、甘醇、聚乙二醇、1，4-丁二醇、甘油、苯酚、邻羟基苯甲醛、三氯甲烷、乙酰水杨酸、草酸、醋酸、甲苯、庚烷、正己烷、环己烷、苯、二甲苯、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、DMF、苯甲酸、苯甲酰胺、四氢呋喃、丙酮、环戊酮、吡啶、尿素、丙氨酸、二乙醇胺或乙酸乙酯中的一种或任意几种的混合物。3.如权利要求2所述的高分子聚合物吸附剂，其特征在于：步骤(1)中，所述的制孔剂为苯、DMF、四氢呋喃、丙酮或乙酸乙酯。4.如权利要求1所述的高分子聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢晗锋，吴相浩，周飞翔，周瑛，朱秋莲，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33