一种耐高温强碱性阴离子交换树脂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温强碱性阴离子交换树脂的制备方法，氯球先在甲苯中溶胀，然后与4‑氯丁醇在滴加甲醇钠溶液的条件下进行反应，反应产物经盐酸处理、去离子水洗涤至中性后得到醚化产物；醚化产物与三甲胺水溶液进行反应，反应产物经盐酸处理、去离子水洗涤至中性后得到氯型产品，氯型产品氢氧化钠溶液转型后得到氢氧型产品，耐高温强碱性阴离子交换树脂包括氯型和氢氧型两种形式。通过本发明专利技术方法制备的阴离子交换树脂，因为引入了长链间隔基，所以其耐高温性能得到了有效的增强，同时其制备方法简单，得到的阴离子交换树脂的交换容量比较高，易于工业化。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温强碱性阴离子交换树脂的制备方法
本专利技术涉及一种树脂的制备方法，具体涉及一种耐高温强碱性阴离子交换树脂的制备方法，属于化工工艺

技术介绍
自聚苯乙烯离子交换树脂问世以来，由于其本身优越的性能得到了广泛应用。其中聚苯乙烯性阴离子交换树脂在水处理、离子配合、生物化学及制药工程等领域有着广泛的用途。但是随着阴离子交换树脂应用技术的不断提高，对其性能提出了更高的要求，尤其是强碱性阴离子交换树脂因其结构的原因，其使用温度仅限于60℃以下，从而在很大程度上限制了强碱性阴离子交换树脂的应用范围。所以人们在强碱性阴离子的耐温性能上做了广泛的研究。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，而提供一种耐高温强碱性阴离子交换树脂的制备方法，制备方法简单，得到的阴离子交换树脂的交换容量比较高，易于工业化。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种耐高温强碱性阴离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)向反应器中依次投入甲苯和氯球，氯球在室温下溶胀1～3小时后加入4-氯丁醇，室温下滴加甲醇钠溶液后反应1～3小时；然后由室温梯度升温至60～70℃，在此温度下回流反应20～26小时；反应结束后降温到室温，倾斜滤除溶液，固体产品用2-4倍体积的盐酸浸泡处理1～3小时，去离子水反复水洗至PH为7，得到醚化产物；反应原理如下所示：(2)向步骤(1)得到的醚化产物中加入三甲胺水溶液，加热到68～72℃后在此温度下反应20～26小时；反应结束后降温到室温，倾斜滤除溶液，固体产品2-4倍体积的盐酸浸泡处理1～3小时，去离子水反复水洗至PH为7，得到氯型阴离子交换树脂；氯型阴离子交换树脂用9～11倍体积的氢氧化钠溶液过柱转型后得到氢氧型阴离子交换树脂；所述的氯型阴离子交换树脂、氢氧型阴离子交换树脂均为耐高温阴离子交换树脂，耐高温强碱性阴离子交换树脂仅包括氢氧型，氢氧型是氯型的转型产品；反应原理如下所示：上述技术方案中，步骤(1)中，所述的甲苯投加量为400～500mL；所述的氯球投加量为75～90g；所述的4-氯丁醇投加量为75～90g；所述的甲醇钠溶液的投加量为95～110mL。上述技术方案中，所述的75～90g氯球(氯甲基化聚苯乙烯树脂)中，氯含量为0.3～0.5mol。上述技术方案中，所述的甲醇钠溶液，其中溶质的质量分数为30％。上述技术方案中，步骤(1)中，由室温梯度升温至60～70℃，梯度升温的时间为1小时。上述技术方案中，步骤(1)中，所述的盐酸的浓度为1mol/L。上述技术方案中，步骤(2)中，所述的三甲胺水溶液，投加量为200～250mL；所述的三甲胺水溶液，其中溶质的质量分数为30％。上述技术方案中，步骤(2)中，所述的盐酸的浓度为1mol/L。上述技术方案中，步骤(2)中，所述的氢氧化钠溶液的浓度为1mol/L。本专利技术中，步骤(1)和步骤(2)的操作在能够进行搅拌和回流的反应器中进行。本专利技术技术方案的优点在于：本专利技术先将4-氯代丁醇与苄球反应生成醚化产物，然后将醚化产物与三甲胺溶液反应生成阴离子交换树脂，通过本方法制备的阴离子交换树脂，因为引入了长链间隔基，所以其耐高温性能得到了有效的增强，同时其制备方法简单，得到的阴离子交换树脂的交换容量比较高，易于工业化。具体实施方式以下对本专利技术技术方案的具体实施方式详细描述，但本专利技术并不限于以下描述内容：实施例1：:一种耐高温强碱性阴离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)4-氯代丁醇与氯球反应生成醚化产物：在能够进行搅拌和回流的反应器中投料450mL甲苯，加入氯球84克(氯摩尔数0.45mol)溶胀2小时后加入4-氯丁醇84克(0.77mol)，室温下滴加105mL30％甲醇钠溶液(0.52mol)反应2小时，然后1小时内梯度升温至65℃，回流反应24小时。反应结束后，降温到室温，倾斜滤除溶剂，产品用3倍体积1mol/L的盐酸处理2小时，反复水洗至中性PH＝7，得到醚化产物。(2)醚化产物与三甲胺溶液反应生成阴离子交换树脂：向醚化产物中加入225mL30％三甲胺水溶液，加热到70℃反应24小时；反应结束后，降温到室温，倾斜滤除溶液，产品用3倍体积1mol/L的盐酸处理2小时，反复水洗至中性PH＝7，得到氯型阴离子交换树脂。氯型阴离子交换树脂用10倍体积的1mol/L浓度的氢氧化钠溶液过柱转型为氢氧型阴离子交换树脂。产品分析结果：氯型型阴离子交换树脂的交换容量4.13mmol/g(理论值3.24mmol/g)；氢氧型阴离子交换树脂交换容量4.49mmol/g(理论值3.44mmol/g)。根据实施例1制得耐高温OH型阴离子交换树脂，经耐热性能评价：温度为110℃，时间为一周，其交换容量仅损失2％。其结果优于现有文献报道的耐高温强碱型阴离子交换树脂。上述实例只是为说明本专利技术的技术构思以及技术特点，并不能以此限制本专利技术的保护范围。凡根据本专利技术的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温强碱性阴离子交换树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)向反应器中依次投入甲苯和氯球，氯球在室温下溶胀1～3小时后加入4-氯丁醇，室温下滴加甲醇钠溶液后反应1～3小时；然后由室温梯度升温至60～70℃，在此温度下回流反应20～26小时；反应结束后降温到室温，倾斜滤除溶液，固体产品用2-4倍体积的盐酸浸泡处理1～3小时，去离子水反复水洗至PH为7，得到醚化产物；/n(2)向步骤(1)得到的醚化产物中加入三甲胺水溶液，加热到68～72℃后在此温度下反应20～26小时；反应结束后降温到室温，倾斜滤除溶液，固体产品用2-4倍体积的盐酸浸泡处理1～3小时，去离子水反复水洗至PH为7，得到氯型阴离子交换树脂；氯型阴离子交换树脂用9～11倍体积的氢氧化钠溶液过柱转型后得到氢氧型阴离子交换树脂；所述的氯型阴离子交换树脂、氢氧型阴离子交换树脂均为耐高温阴离子交换树脂，耐高温强碱性阴离子交换树脂仅包括氢氧型，氢氧型是氯型的转型产品。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐高温强碱性阴离子交换树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向反应器中依次投入甲苯和氯球，氯球在室温下溶胀1～3小时后加入4-氯丁醇，室温下滴加甲醇钠溶液后反应1～3小时；然后由室温梯度升温至60～70℃，在此温度下回流反应20～26小时；反应结束后降温到室温，倾斜滤除溶液，固体产品用2-4倍体积的盐酸浸泡处理1～3小时，去离子水反复水洗至PH为7，得到醚化产物；
(2)向步骤(1)得到的醚化产物中加入三甲胺水溶液，加热到68～72℃后在此温度下反应20～26小时；反应结束后降温到室温，倾斜滤除溶液，固体产品用2-4倍体积的盐酸浸泡处理1～3小时，去离子水反复水洗至PH为7，得到氯型阴离子交换树脂；氯型阴离子交换树脂用9～11倍体积的氢氧化钠溶液过柱转型后得到氢氧型阴离子交换树脂；所述的氯型阴离子交换树脂、氢氧型阴离子交换树脂均为耐高温阴离子交换树脂，耐高温强碱性阴离子交换树脂仅包括氢氧型，氢氧型是氯型的转型产品。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的甲苯投加量为400～500mL；所述的氯球投加量为75～90g；所述的4-氯丁醇投加量为75...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛进池，董研，张美娟，
申请(专利权)人：凯瑞环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13