【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及处理工业废水的吸附树脂的制备方法，尤其涉及一种改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、工业化发展推动了技术革新和社会进步，社会生产力得到空前解放，国家经济实力和人民生活水平不断提高。然而，工业生产会产生大量有害废水，例如，采矿、金属电镀、电池、化肥和农药行业的工业废水往往包含铜、镍、铅、铬和汞等在内的多种重金属离子，纺织、印染、制革和造纸行业的工业废水往往包含甲基橙、亚甲基蓝和罗丹明b等在内的多种有机污染物，这些未经处理的工业废水若直接排放到土壤、河流和海洋中，会对人类健康和生态环境造成严重破坏。目前常用的工业废水处理方法有很多，如化学沉淀、膜过滤、离子交换、反渗透和吸附等。相比于其他方法，吸附凭借其操作简便、成本低廉、效果显著和对设备要求低等优点，成为处理工业废水的首选方法之一。
2、活性炭、金属氧化物、二氧化硅、粘土和螯合树脂等是常见处理工业废水的吸附剂。聚苯胺是一种绿色的吸附剂，它在水环境中能稳定存在，且不会产生有害物质造成二次污染。聚苯胺具有优异的导电性，其分子中含有大量的氨基(-nh2)和亚氨基(-nh-)功能基团，可以与金属离子发生络合反应和为有机染料提供吸附位点，具有良好的重金属离子和有机染料吸附性能。聚苯乙烯树脂因其具备多孔结构、易于官能团化和机械性能好等特点，成为聚苯胺吸附剂的良好载体。硫脲是重金属离子的优良配体，硫脲基团（-nh-cs-nh-）在给电子基团（如苯环）的协同作用下具有较高的重金属离子吸附选择性和吸附效率。相比于传统吸附剂，硫脲型螯合树脂具备制
3、中国专利申请cn111468086a公开了一种石墨烯树脂的制备方法以及在痕量铼吸附中的应用，该吸附剂对铼的选择吸附性强，可以有效地回收铀矿浸出液中低浓度的铼离子，但涉及到价格昂贵的石墨烯，无法实现工业化生产；中国专利申请cn102513068b公开了一种将苯胺用含有磺酸基的表面活性剂改性再聚合成聚苯胺，该专利技术的吸附剂对废水中的阳离子染料和重金属离子都有吸附效果，然而由于引入了磺酸基团，聚苯胺的亲水性增强，使得聚苯胺粉末在水中溶解性增加，容易造成二次污染；中国专利申请cn113368839a公开了一种基于聚苯胺修饰的mof-199吸附材料，其对铜离子有特异性吸附，吸附容量大，吸附速率快，但是在材料制备过程需要用到高压反应釜，危险系数大，且粉末状的聚苯胺基吸附剂在吸附后不易回收，不适用于工业级废水处理。
4、总而言之，传统吸附材料只能选择性去除水中的无机或有机污染物，工作效率低，实用性不强。另外，纯聚苯胺粉末的亲水性差，容易在溶液中发生“团聚”，导致比表面积下降，对重金属的螯合作用不及硫脲，严重影响对金属离子和有机染料的去除效率。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂及其制备方法，该方法可以有效解决纯聚苯胺粉末在水中发生“团聚”和不易回收的问题，对水中的重金属离子和有机染料均有去除效果，有望很好地应用到实际的工业废水净化工作中。
2、为了解决上述问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、一、改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂的制备
4、本专利技术提供了一种改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂，所述吸附树脂包括：
5、载体，所述载体为聚苯乙烯树脂；
6、负载材料，所述负载材料为改性聚苯胺，所述改性聚苯胺负载在所述载体表面。
7、本专利技术提供了一种改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂的制备方法，包括如下步骤：
8、s1:采用自组装的方法使苯胺分子在聚苯乙烯树脂表面发生聚合，通过共价键或非共价键（范德华力、静电作用力和分子间作用力）使得聚苯胺将聚苯乙烯树脂牢牢包围，得到聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂。
9、聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂的制备方法具体为：将聚苯乙烯树脂分别过20-40目筛网，然后用去离子水和乙醇洗涤干净，加入溶胀剂进行充分泡胀8-12h，通过减压抽滤将溶胀剂与树脂分离；在聚苯乙烯树脂中依次加入苯胺和0.5-2mol/l稀盐酸溶液，充分搅拌混合均匀后，在5-12℃冰浴下边搅拌边缓慢滴加引发剂，反应6-22h；待反应结束后，弃去聚苯胺溶液，使用去离子水和无水乙醇洗涤所得树脂至中性，最后60-80℃真空干燥12-24h，得到聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂，简称为聚苯胺树脂。
10、其中，所述溶胀剂为三氯甲烷、二氯乙烷、1,4-二氧六环中的一种或一种以上的混合物。溶胀剂能使树脂的平均粒径增大，孔道结构打开，有利于后续苯胺分子附着在树脂表面聚合。所述聚苯乙烯树脂与苯胺的质量比为1.2-2:1。所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或一种以上的混合物。所述苯胺与引发剂的摩尔比为1:1.5-2。
11、在苯环上引入不同的取代基团，可以改变聚合材料对有机物的亲和性，有利于聚合物负载，所述聚苯乙烯树脂为带侧链基团的聚苯乙烯树脂，为硝化聚苯乙烯树脂、胺化聚苯乙烯树脂、氯甲基化聚苯乙烯树脂中的一种或一种以上的混合物。
12、s2:对聚苯乙烯树脂表面的聚苯胺分子中的大量的氨基(-nh2)和亚氨基(-nh-)功能基团用硫氰酸盐进行改性，引入硫脲基团，得到改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂。
13、改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂的制备方法具体为：将聚苯胺树脂加入溶胀剂进行充分泡胀，将膨化聚苯胺树脂与0.5-2mol/l稀盐酸在25-60℃下充分混合，冷却至室温，然后加入改性剂，在80-120℃油浴中反应回流10-12h；待反应结束后，减压抽滤，使用去离子水和无水乙醇洗涤所得树脂至中性，再使用索氏提取器在80-110℃下抽提树脂至彻底干净，最后在60-80℃下真空干燥12-24h，得到改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂，简称为硫脲树脂。
14、其中，所述聚苯胺树脂与硫氰酸盐的质量比为1-1.2:1。所述溶胀剂为三氯甲烷、二氯乙烷、1,4-二氧六环中的一种或一种以上的混合物。溶胀剂能使树脂的平均粒径增大，孔道结构打开，有利于后续改性。s1和s2具体技术方案中所述充分泡胀时间控制为8-12h。
15、所述改性剂为硫氰酸盐，可以为硫氰酸铵、硫氰酸钾、硫氰酸钠、硫氰酸钙中的一种或一种以上的混合物。
16、所述索氏提取器的溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷中的一种或一种以上的混合物；提取温度控制为80-110℃，提取时间控制为3-12h。
17、二、改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂的结构
18、本专利技术通过两种表征手段对改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂的物理和化学结构进行说明：
19、1、扫描电子显微镜(sem)
20、图3为使用硫氰酸铵改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂整本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂，其特征在于，所述吸附树脂包括：
2.根据权利要求1所述的改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂，其特征在于，所述聚苯乙烯树脂为带侧链基团的聚苯乙烯树脂，为硝化聚苯乙烯树脂、胺化聚苯乙烯树脂、氯甲基化聚苯乙烯树脂中的一种或一种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂，其特征在于，所述改性聚苯胺的改性剂为硫氰酸盐，氰酸盐为硫氰酸铵、硫氰酸钾、硫氰酸钠、硫氰酸钙中的一种或一种以上的混合物。
4.根据权利要求1-3任一项所述的改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂的制备方法，其特征在于，吸附树脂制备方法如下：
5.根据权利要求4所述的改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂的制备方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（2）中，所述溶胀剂为三氯甲烷、二氯乙烷、1,4-二氧六环中的一种或一种以上的混合物。
6.根据权利要求4所述的改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述聚苯乙烯树脂与苯胺的质量比为1.2-2:1。
7.根据权利要求4所述的
8.根据权利要求4所述的改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述聚苯胺树脂与硫氰酸盐的质量比为1-1.2:1。
9.根据权利要求4所述改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述索氏提取器的溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷中的一种或一种以上的混合物；提取温度控制为80-110℃，提取时间控制为3-12h。
10.根据权利要求1所述的吸附树脂或权利要求4所述方法制备的吸附树脂在重金属离子或有机染料吸附中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂，其特征在于，所述吸附树脂包括：
2.根据权利要求1所述的改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂，其特征在于，所述聚苯乙烯树脂为带侧链基团的聚苯乙烯树脂，为硝化聚苯乙烯树脂、胺化聚苯乙烯树脂、氯甲基化聚苯乙烯树脂中的一种或一种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂，其特征在于，所述改性聚苯胺的改性剂为硫氰酸盐，氰酸盐为硫氰酸铵、硫氰酸钾、硫氰酸钠、硫氰酸钙中的一种或一种以上的混合物。
4.根据权利要求1-3任一项所述的改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂的制备方法，其特征在于，吸附树脂制备方法如下：
5.根据权利要求4所述的改性聚苯胺负载的聚苯乙烯吸附树脂的制备方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（2）中，所述溶胀剂为三氯甲烷、二氯乙烷、1,4-二氧六环中的一种或一种以上的混合物。
6.根据权利要求4所述的改...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢晓红，周林成，徐嘉明，
申请(专利权)人：甘肃省膜科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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