[发明专利]基于磁性凹土表面修饰的磁性凹土-聚苯乙烯树脂的制备方法及所得产品

说明书

本发明公开了基于磁性凹土表面修饰的磁性凹土‑聚苯乙烯树脂的制备方法及所得产品，首先以共沉淀法制备磁性凹土，再用阳离子表面活性剂和硅烷偶联剂对磁性凹土进行有机化改性，最后以苯乙烯为单体、二乙烯苯为交联剂、甲苯为致孔剂、过氧化苯甲酰为引发剂，采用表面负载的方法在磁性凹土悬浊液体系中制备磁性凹土‑聚苯乙烯树脂。本发明通过表面负载法在磁性凹土悬浊液体系中制备磁性凹土‑聚苯乙烯树脂，以苯乙烯骨架为核、磁性凹土为壳，实现有机‑无机‑磁性相结合。该材料具有大的比表面积、优良的吸附性能、磁感应性能、机械性能、再生性能、生产成本低，在微污染水处理领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及环境功能材料技术领域，具体涉及采用基于磁性凹土表面修饰的磁性凹土-聚苯乙烯树脂的制备方法及所得产品。

背景技术

微污染水源水一般是指水体受到有机物污染，部分水质指标超过环境质量标准（GB3838-2002）Ⅲ类水体规定标准的饮用水源水。水源水中含有大量的天然有机物（NOM）以腐殖酸为主，在饮用水的消毒过程中会形成卤代烷烃和卤代酸类消毒副产物（DBPs），这些副产物对人体有“致癌、致畸、致突变”作用，对饮用水安全保障造成巨大威胁。我国卫生部2006年颁布的《生活饮用水卫生规范》中对消毒副产物的种类和限制做了更为严格的规定。因此，寻求高效、经济、稳定的去除水体中天然有机物的处理技术迫在眉睫。

目前，处理去除水体中天然有机物的常用处理技术主要有强化混凝法、膜滤法、氧化法及吸附法，其中吸附是一种经济高效的方法，吸附剂是吸附法的核心。常见的吸附剂有活性炭、无机矿物和树脂吸附剂，活性炭因价格昂贵、再生困难；无机矿物吸附剂因选择性低、单独使用效果差、再生难等因素推广使用受到限制。树脂吸附剂尤其是磁性树脂被誉为未来饮用水处理四大核心技术之一。澳大利亚Orica公司研发的MIEX磁性阴离子树脂是饮用水处理界的佼佼者；国内也有李爱民团队通过悬浮聚合、接枝、氨解和烃化四步制备出一种超高交联树脂MENQ，能够有效地吸附四环素和腐殖酸。

近年来，为了进一步改善树脂的综合性能、降低生产成本，有机-无机复合树脂成为新趋势。吴建宁等人（吴建宁，孟桂花，刘志勇，张玲.淀粉/丙烯酸盐/钠基膨润土高吸水树脂的制备研究.安徽农业科学 Journal of Anhui Agri.Sci.2011,39(33):20466-20468）以淀粉、丙烯酸和钠基膨润土为主要原料，过硫酸铵为引发剂，N-N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，采用水溶液法制备出高吸水树脂，膨润土的加入改善了高吸水性树脂的性能和成本。在CN103467645A公开的一种抗有机物污染离子交换树脂及其制备方法和应用中，通过添加无机颗粒增加树脂含水率提高离子交换树脂抗有机物的能力。但有机-无机复合的磁性树脂鲜有报道，以凹土作为补强剂的磁性树脂更是未见报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于磁性凹土表面修饰的磁性凹土-聚苯乙烯树脂的方法及所得产品，通过表面负载法在磁性凹土悬浊液体系中制备磁性凹土-聚苯乙烯树脂，以苯乙烯骨架为核、磁性凹土为壳，实现有机-无机-磁性相结合。该材料具有大的比表面积、优良的吸附性能、磁感应性能、机械性能、再生性能、生产成本低，在微污染水处理领域中表现极好的吸附性和分离性能，具有广阔的应用前景。

本发明通过以下技术方案实现：

基于磁性凹土表面修饰的磁性凹土-聚苯乙烯树脂的制备方法，包括如下步骤：

首先以共沉淀法制备磁性凹土，再用阳离子表面活性剂和硅烷偶联剂对磁性凹土进行有机化改性，最终苯乙烯为单体、二乙烯苯为交联剂、甲苯为致孔剂、过氧化苯甲酰为引发剂，采用表面负载的方法在磁性凹土悬浊液体系中制备磁性凹土-聚苯乙烯树脂。

本发明技术方案具体步骤如下：

（1）将凹土进行酸化：

凹土加入1mol/L盐酸中，于50℃搅拌处理1h，然后用去离子水洗涤至用0.1mol/l硝酸银溶液检测无氯离子后，离心脱水，烘干，研磨备用；