一种吸硼的触角状亲水性羟胺树脂制造技术

本发明专利技术公开了一种吸硼的触角状亲水性羟胺树脂。其特征在于：该触角状亲水性羟胺树脂由触角状亲水性环氧聚苯乙烯微球载体(PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)或PS-acyl-g-P(HEMA-co-GMA))与二乙醇胺(DEA)反应制得。本方法制得的该羟胺树脂的该树脂的增重率为10.2-59.1％，二乙醇胺的担载量为0.88-3.53mmol/g，环氧基转化率为14.4-86.5％，硼的吸附量为5.3-37.7mg/g且树脂5min即可达到吸附平衡。树脂中的DEA键合在甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和亲水性丙烯酰胺(AM)或甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)的共聚接枝链上。由于该触角状亲水性羟胺树脂的侧链中含有亲水性结构单元和侧链具有较高自由度降低了被吸附物的扩散位阻，缩短了螯合配基与硼接触时间，使得硼可以快速地、多量地被吸附在树脂上。

A boron absorbing antennal hydrophilic hydroxylamine resin

The present invention discloses a boron absorbing antennal hydrophilic hydroxylamine resin. The antenna is characterized in that the antennal hydrophilic hydroxylamine resin is prepared by the reaction of an antennal hydrophilic epoxy polystyrene microsphere carrier (PS-acyl-g-P (AM-co-GMA) or PS-acyl-g-P (HEMA-co-GMA)) with two ethanolamine (DEA). The rate of weight of the hydroxylamine resin prepared by the method of the resin was increased to 10.2-59.1%, load two ethanol at 0.88-3.53mmol/g, epoxy conversion rate is 14.4-86.5%, boron adsorption for 5.3-37.7mg/g and 5min resin can reach the adsorption equilibrium. The DEA bond in the resin was copolymerized on glycidyl methacrylate (GMA) and hydrophilic acrylamide (AM) or methacrylic acid hydroxyethyl (HEMA) on the graft chain. Because the antenniform hydrophilic side chain hydroxylamine resin containing hydrophilic unit and side chain has a high degree of freedom reduces the diffusion of steric adsorbate, shortened chelating ligand and boron contact time, the amount of boron can quickly be adsorbed on the resin.

【技术实现步骤摘要】
一种吸硼的触角状亲水性羟胺树脂(一)
本专利技术属于功能高分子领域。具体涉及一种吸硼的触角状亲水性羟胺树脂。(二)
技术介绍
硼及硼化合物被广泛应用于材料、医药、能源、国防等领域。硼在水环境中一般以硼酸或硼酸盐的形式存在。硼是缺电子原子，易于与2个含给电子基团的邻二羟基类化合物结合，形成五元环状络合物，它的这种特性决定了它的分离方法。目前文献中常用的富集、回收或去除硼的方法有沉淀法、萃取法，反渗透法，树脂吸附法等。其中树脂吸附法具有硼去除可控彻底、硼资源经解吸附可循环使用、吸附树脂可再生循环利用等优点，是除硼最好的方法之一，吸附树脂中常用的有螯合树脂、离子交换树脂、硼特效树脂等。1964年，Robert等人将N-甲基葡萄糖胺固载在氯甲基化聚苯乙烯树脂制备得到了硼特效吸附树脂，最大吸附量为14.6mg/g。2004年，Gazi等人将N-甲基葡萄糖胺固载在氯磺化聚苯乙烯树脂上，硼的最大吸附量为25.6mg/g。2012年，王楠等人将N-甲基葡萄糖胺与氯乙酰化聚苯乙烯树脂合成了一种同时含有α-酰乙基胺和邻羟基双官能团的新型酰乙基葡甲胺树脂，该树脂进一步提高了硼吸附量，达到了28.1mg/g。但是以上这些树脂均是由多元醇胺类小分子吸附基团固载在一个“刚性”载体上，这种吸附树脂具有自由度差，有碍扩散等缺点使得硼最大吸附量有限，饱和吸附时间较长。本方法制得的一具有一定长度的触角状亲水性分子链，即环氧基载体：PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)或PS-acyl-g-P(HEMA-co-GMA)，该载体由卤乙酰化聚苯乙烯与丙烯酰胺类单体(AM)或丙烯酸羟乙酯类单体(HEMA)和丙烯酸缩水甘油酯类单体(GMA)经ATRP聚合法接枝聚合获得(其中卤素为Cl或Br)，后经二乙醇胺(DEA)胺化得到一种触角状亲水性的羟胺树脂(PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)-DEA或PS-acyl-g-P(HEMA-co-GMA)-DEA)，该树脂与硼特效树脂以及其它硼吸附树脂相比，除了具有的多个-NCH2CH2OH螯合配基的多齿-五元螯合环结构外，其树脂侧链具有的较长“柔性”手性臂，可增加侧链的空间自由度，有效的增加了树脂对硼的吸附作用。(三)
技术实现思路
本专利技术涉及了一种触角状亲水性羟胺树脂和其制备方法及应用。本专利技术的触角状亲水性羟胺树脂可由下式结构示意：其中：R＝-O-CH2-CH2-OH或-NH2；R’＝-H或-CH3本专利技术的触角状亲水性羟胺树脂的制备可按以下方法合成：向反应瓶中依次加入1.0gPS-acyl-g-P(AM-co-GMA)或PS-acyl-g-P(HEMA-co-GMA)，其中(W(AM-co-GMA)/WPS或W(HEMA-co-GMA)/WPS＝5-20)，摩尔比n(DEA)∶n(环氧载体)＝0.5-10，体积比VDEA∶V溶剂＝0.5-4，溶剂为水或甲醇、乙醇、甲苯、N，N’-二甲基甲酰胺或水和乙醇的任意比例的混合溶剂，搅拌下，于50-90℃条件下反应0.25-3h，反应结束后将反应液转入到砂芯漏斗中，先用去离子水水洗滤5次，再用无水乙醇洗滤3次，然后在40℃下真空干燥至恒重，即得触角状亲水性羟胺树脂。该树脂的增重率为10.2％-59.1％，二乙醇胺的担载量为0.88-3.53mmol/g，环氧基转化率为14.4-86.5％，硼的吸附量为5.3-37.7mg/g，且树脂5min即可达到吸附平衡。本专利技术的优点：本方法制得的羟胺树脂对硼具有很强的螯合作用，且该树脂的侧链中含有亲水性结构单元和侧链具有较高自由度，降低了被吸附物的扩散位阻，缩短了螯合配基与硼的接触时间，使得硼可以快速地、多量地被吸附在树脂上。(四)具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1称取1.0056g环氧基载体PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)(W(AM-co-GMA)/WPS＝20)，n(DEA)∶n(环氧载体)＝3∶1，VDEA∶V溶剂＝2∶1，溶剂为水，按以上比例依次将环氧基载体、DEA和溶剂加入到配有搅拌的反应器中，50℃下反应3h，反应结束后将反应液转入到砂芯漏斗中，先用去离子水洗滤3-5次，再用无水乙醇洗滤3次，然后在40℃下真空干燥至恒重，即得触角状亲水性羟胺树脂。该树脂的增重率为44.2％，二乙醇胺的担载量为2.9mmol/g，环氧基转化率为62.7％，硼的吸附量为15.7mg/g。实施例2称取1.0015g环氧基载体PS-acyl-g-P(HEMA-co-GMA)(W(HEMA-co-GMA)/WPS＝5)，n(DEA)∶n(环氧载体)＝0.5∶1，VDEA∶V溶剂＝0.5∶1，溶剂为水和乙醇的混合溶剂(体积比4∶1)，按以上比例依次将环氧基载体、DEA和溶剂加入到配有搅拌的反应器中，70℃下反应2h，反应结束后将反应液转入到砂芯漏斗中，先用去离子水洗滤3-5次，再用无水乙醇洗滤3次，然后在40℃下真空干燥至恒重，即得触角状亲水性羟胺树脂。该树脂的增重率为10.2％，二乙醇胺的担载量为0.88mmol/g，环氧基转化率为14.4％，硼的吸附量为5.3mg/g。实施例3称取1.0015g环氧基载体PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)(W(AM-co-GMA)/WPS＝16)，n(DEA)∶n(环氧载体)＝10∶1，VDEA∶V溶剂＝0.5∶1，溶剂为乙醇，按以上比例依次将环氧基载体、DEA和溶剂加入到配有搅拌的反应器中，80℃下反应0.5h，反应结束后将反应液转入到砂芯漏斗中，先用去离子水洗滤3-5次，再用无水乙醇洗滤3次，然后在40℃下真空干燥至恒重，即得触角状亲水性羟胺树脂。该树脂的增重率为30.7％，二乙醇胺的担载量为2.23mmol/g，环氧基转化率为43.9％，硼的吸附量为12.6mg/g。实施例4称取0.9987g环氧基载体PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)(W(AM-co-GMA)/WPS＝10)，n(DEA)∶n(环氧载体)＝10∶1，VDEA∶V溶剂＝4∶1，溶剂为甲苯，按以上比例依次将环氧基载体、DEA和溶剂加入到配有搅拌的反应器中，90℃下反应1h，反应结束后将反应液转入到砂芯漏斗中，先用去离子水洗滤3-5次，再用无水乙醇洗滤3次，然后在40℃下真空干燥至恒重，即得触角状亲水性羟胺树脂。该树脂的增重率为57.1％，二乙醇胺的担载量为3.46mmol/g，环氧基转化率为79.7％，硼的吸附量为35.2mg/g。实施例5称取0.9993g环氧基载体PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)(W(AM-co-GMA)/WPS＝14)，n(DEA)∶n(环氧载体)＝3∶1，VDEA∶V溶剂＝4∶1，溶剂为甲醇，按以上比例依次将环氧基载体、DEA和溶剂加入到配有搅拌的反应器中，90℃下反应0.25h，反应结束后将反应液转入到砂芯漏斗中，先用去离子水洗滤3-5次，再用无水乙醇洗滤3次，然后在40℃下真空干燥至恒重，即得触角状亲水性羟胺树脂。该树脂的增重率为50.3％，二乙醇胺的担载量为3.18mmol/g，环氧基转化率为68.3％，硼的吸附量为28.4mg/g。实施例6称取0.9993g环氧基载体PS-acyl-g-P(HEMA-co本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸硼的触角状亲水性羟胺树脂即PS?acyl?g?P(AM?co?GMA)?DEA或PS?acyl?g?P(HEMA?co?GMA)?DEA)，其特征在于该树脂用二乙醇胺或DEA与触角状亲水性聚苯乙烯环氧微球载体即PS?acyl?g?P(AM?co?GMA)或PS?acyl?g?P(HEMA?co?GMA)的环氧基团反应得到，其结构可以下式示意：其中：R＝?O?CH2?CH2?OH或?NH2；R’＝?H或?CH3。FSA0000092649310000011.tif

【技术特征摘要】
1.一种吸硼的触角状亲水性羟胺树脂，即PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)-DEA或PS-acyl-g-P(HEMA-co-GMA)-DEA，其特征在于该树脂用二乙醇胺(DEA)角状亲水性聚苯乙烯环氧微球载体，即PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)或PS-acyl-g-P(HEMA-co-GMA)的环氧基团反应得到，其结构以下式示意：其中：R＝-O-CH2-CH2-OH或-NH2；R’＝-H或-CH3，n为重复单元数。2.根据权利要求1所述的一种吸硼的触角状亲水性羟胺树脂，其反应方法如下：向反应瓶中依次加入1.0g触角状亲水性聚苯乙烯基环氧微球载体、一定比例的二乙醇胺和溶剂，在特定温度条件下搅拌反应一段时间，反应结束后将反应液转入到砂芯漏斗中，先用去离子水洗滤3-5次，再用无水乙醇洗滤3次，然后在40℃下真空干燥至恒重，即得触角状亲水性羟胺树脂。3.根据权利要求1所述的一种吸硼的触角状亲水性羟胺树脂，其特征在于所述的触角状亲水性聚苯乙烯环氧微球载体，即PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)或PS-ac...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓宁，张家宏，魏荣卿，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：