[发明专利]一种络合型大孔离子交换树脂的制备方法

说明书

本发明涉及一种络合型大孔离子交换树脂的制备方法，采用大孔离子交换树脂为基材，通过高能射线辐照，使含有配位基团的不饱和单体在离子交换树脂表面产生自由基共聚合反应对大孔离子交换树脂接枝改性，制备表面有大量配位基团的络合型大孔离子交换树脂；可以针对交联聚合物为骨架的阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、螯合型离子交换树脂改性，适于捕集胶体颗粒、纳米金属氧化物、纳米金属颗粒，满足特殊行业的水处理和资源回收需求。工艺简捷，利于实现小批量、多品种、满足不同功能的络合型大孔离子交换树脂产业化。

技术领域

本发明涉及一种络合型大孔离子交换树脂的制备方法，属于功能高分子材料技术范畴。

技术背景

目前市场上生产、销售的离子交换树脂，以交联聚合物(如苯乙烯/二乙烯苯树脂)为骨架，离子交换功能基团有磺酸根、羧酸根为主的阳离子交换树脂，季铵盐为主的阴离子交换树脂，和氨基、乙酸等配位基团为主的螯合树脂(或称为络合树脂)，也有采用间苯二酚、苯二胺、甲醛缩合形成的含有-OH、-NH₂的络合型树脂。这类树脂有一共性，适宜于离子交换，对于富集表面含有电荷的颗粒型物质，如处理胶体颗粒、纳米金属氧化物、纳米金属颗粒等场合，效果不佳。

为了适应环保产业和纳米材料生产的需求，提供一种表面接枝大量配位基团的络合型大孔离子交换树脂，用于处理胶体颗粒、富集纳米金属氧化物颗粒和捕集纳米金属颗粒，特完成本发明。

发明内容

本发明的目的是通过高能射线辐照，使含有配位基团的不饱和单体在大孔离子交换树脂表面产生自由基共聚合反应对大孔离子交换树脂接枝改性，提供一种表面有大量配位基团的络合型大孔离子交换树脂；可以针对交联聚合物为骨架的阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、螯合型离子交换树脂改性，适于捕集胶体颗粒、纳米金属氧化物、纳米金属颗粒，满足特殊行业的水处理和资源回收需求。

为实现上述目的，本发明的具体采用如下步骤：

1.采用大孔离子交换树脂作为基材，按照树脂的说明书要求进行水洗、定型处理，针对大孔阳离子树脂定型为H型，大孔阴离子树脂定型为OH型；然后过滤，用去离子水淋洗至合适的pH值，其中阳离子树脂洗涤至pH值为4～5，阴离子树脂洗涤至pH值9～10，螯合型离子交换树脂水洗至pH值4～10；抽真空过滤，尽可能滤干；然后树脂用无水乙醇浸泡1小时，过滤，然后用丙酮淋洗一遍，抽真空过滤、干燥；

其中大孔螯合型树脂，根据其配位基团不同，对-SH、-COOH、-PO₃H₂阴离子配位基团可以定型为H型，水洗至pH为4～7；对-NH₂、-NH、-N、(-NH₂+-OH)组合、-CONH₂配位基团可以最后用NaOH定型处理，水洗至pH值7～10；

2.将真空干燥后的大孔离子交换树脂，与至少一种是甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮的不饱和单体混合均匀，不饱和单体的总添加量为真空干燥后的大孔离子交换树脂重量的0.5～5％(wt％)；

3.将混合均匀的树脂，用高能射线辐照共聚合接枝，制成表面接枝大量配位基团的络合型大孔离子交换树脂；高能射线为电子束、⁶⁰Coγ射线。

上述制备方法中，虽然中子束、X射线、紫外线也可以作为辐照聚合用的高能射线，但是X射线、紫外线催生的自由基反应效率不如电子束、⁶⁰Coγ射线的效率高，采用中子束的手段不如采用加速器电子束和⁶⁰Coγ源辐照加工点普遍而更利于产业化。

本发明的优点：

1、既保留原有大孔树脂的离子交换功能，又提供从树脂表面向外延伸的空间网状、链状的配位基团可以对颗粒表面进行化学、物理吸附作用，是现有离子交换树脂不具备的，适于捕集胶体颗粒、纳米金属氧化物、纳米金属颗粒。