[发明专利]一种大孔弱碱性阴离子交换树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种大孔弱碱性阴离子交换树脂的制备方法。

背景技术

在稀贵金属湿法冶金领域，稀贵金属离子常常与贱金属离子共存于溶液中，为了将稀贵金属与贱金属分离，常常采用选择性沉淀、置换、萃取、离子交换等方法，而离子交换是较为简洁、高效的方法。离子交换方法需要特定的离子交换树脂，树脂不仅要有高选择性、高交换容量，还需要具有易解吸再生的特性，因而研制合适的离子交换树脂一直是稀贵金属湿法冶金的关键核心技术之一。

国内外研究报道的大孔阴离子交换树脂的制备工艺，大都是采用大孔氯甲基化聚苯乙烯树脂为原料，通过与功能化合物进行亲核取代反应，即制得大孔阴离子交换树脂。树脂的交换吸附能力与致孔剂和功能基团的特性密切相关，因而选择合适的致孔剂和功能基团是制取特定的大孔阴离子树脂的技术关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种大孔弱碱性阴离子交换树脂的制备方法，可合成具有高选择性、高交换容量、易解吸再生的特种大孔阴离子树脂，产品性能稳定、合成收率高、过程环境友好。

为了实现上述目的，本发明的大孔弱碱性阴离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤：

(1)悬浮聚合反应：将制备原料单体苯乙烯、交联剂二乙烯苯、引发剂过氧化苯甲酰和致孔剂异戊烷混合搅拌成均相有机混合物；在三口烧瓶中加入去离子水和医用级明胶，搅拌加热至60℃，待明胶全部溶解后，加入1～2mL0.2％～0.5％次甲基蓝溶液；将上述均相有机混合物加入三口烧瓶中，搅拌加热，升温速率为0.5～2.0℃/min，当温度升至75～80℃时保温7h，合成出树脂骨架白球；白球经过热水洗涤、过滤、烘干、筛分，得到合适粒度的中间产品合格白球；所述制备原料中苯乙烯、二乙烯苯、过氧化苯甲酰和异戊烷的质量比为5～7:1.2:0.07～0.1:4.4～6；所述制备原料、水和明胶的质量比为1:2～3:0.02；

(2)氯化反应：将合格白球与氯甲基化试剂置于三口烧瓶中，温度控制在20℃，溶胀1～2h；称取无水氯化锌等量分成三份，先在三口烧瓶中加一份无水氯化锌，搅拌反应0.5h，再加一份无水氯化锌，搅拌反应1h，再补加一份无水氯化锌，搅拌，反应25h以上，控制反应温度低于45℃，反应结束得到氯球；过滤，用甲醇洗涤，然后用清水漂洗干净，晾干并测定氯甲基化的氯含量，得到合格的氯球；所述白球、氯甲基化试剂和无水氯化锌的质量比为1:5～10:1.5～3；

(3)胺化反应：在装有温度指示装置、回流冷凝管和电动搅拌器的圆底烧瓶中，加入合格氯球，用水和甲苯溶胀1h后，搅拌下分批加入α-氨基吡啶进行胺化反应，慢速滴加以控制反应温度在60～70℃；滴加完成后，将反应温度控制在62～65℃，保温反应11h；所述氯球、水、甲苯和α-氨基吡啶的质量比为4:7～10:6～10:3～5；

(4)反应结束后滤出树脂，加水将甲苯清洗干净，加入稀盐酸浸泡树脂，使浸泡溶液呈弱酸性；浸泡后洗涤至液面无有机液滴，沥干即得到大孔阴离子交换树脂。

所述合格白球的粒度为-12目～+34目。

所述氯甲基化试剂为氯甲醚或长链氯甲基醚。

优选的，所述步骤1中苯乙烯、二乙烯苯、过氧化苯甲酰和异戊烷的质量比为5:1:0.06:4。

优选的，所述步骤1中制备原料、水和明胶的质量比为1:3:0.02。

优选的，所述步骤2中白球、氯甲基化试剂和无水氯化锌的质量比为1:8:2.25。

优选的，所述步骤3中氯球、水、甲苯和α-氨基吡啶的质量比为1:2:2.25:1。

上述方法制备的阴离子树脂可用于稀贵金属铂、钯、铼等的阴离子团与贱金属阳离子团分离，铂、钯、铼等稀贵金属的阴离子团被树脂吸附、交换，而贱金属阳离子团随交换液流经树脂不被吸附交换，当树脂交换吸附稀贵金属离子达到饱和状态时，可用一种廉价试剂对稀贵金属离子进行解析，从而使稀贵金属和贱金属得到高效分离；解析后的树脂可用一种易得、廉价的试剂进行再生，再生后的树脂又可以重新投入使用。

本发明的有益效果是：

1、采用异戊烷为致孔剂，制得的树脂比表面积达到560m²/g以上，孔径均匀合适，提高了树脂的交换容量；

2、采用α-氨基吡啶为功能基团，使交换吸附发生在特定的离子之间；

3、本发明制备的大孔阴离子树脂，具有高选择性、高交换容量，产品性能稳定、合成收率高、生产过程环境友好；