[发明专利]一种污水处理用聚苯乙烯系阳离子交换树脂制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及阳离子交换树脂技术领域，尤其涉及一种污水处理用聚苯乙烯系阳离子交换树脂制备方法。

背景技术

关于水污染的话题不断被提起，特别是地下水污染问题，民众环保意识的觉醒，对水污染的关切程度达到了空前。地表水污染显而易见，地下水的污染却是触目惊心。中国13亿人口中，有70％饮用地下水，660多个城市中有400多个城市以地下水为饮用水源。但是据介绍，全国90％的城市地下水已受到污染。因此净化水质迫在眉睫，关系到国计民生。但现有的污水处理用离子交换树脂存在离子交换容量小的缺点，不能够满足使用要求。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种污水处理用聚苯乙烯系阳离子交换树脂制备方法，制备工艺简便可控，环保，所得污水处理用聚苯乙烯系阳离子交换树脂交联结构均匀，离子交换容量大，而且强度高，原料成本低，应用于污水处理的吸附中，无污染且不产生任何废弃物，吸附效果好。

本发明提出的一种污水处理用聚苯乙烯系阳离子交换树脂制备方法，包括如下步骤：

S1、将棉花秆、沸石粉搅拌，送入无氧马弗炉中升温煅烧，冷却，研磨，加入硝酸溶液搅拌，洗涤至中性，干燥，加入超支化聚硅氧烷、丙酮，超声处理，微波处理，喷雾干燥得到第一物料；

S2、将乙基苯乙烯、亚甲基双丙烯酰胺、甲苯混合均匀，加入第一物料、明胶水溶液混合均匀，加入自过氧化苯甲，升温搅拌，升温，保温，老化，过滤得到第二物料；

S3、将第二物料送入200#汽油中溶胀，搅拌状态下滴加硫酸溶液，滴加完全后调节温度，搅拌，用冰水洗涤，过滤得到污水处理用聚苯乙烯系阳离子交换树脂。

优选地，S1中，棉花秆、沸石粉、硝酸溶液、超支化聚硅氧烷、丙酮的重量比为30-50：6-12：80-120：3-7：80-120；硝酸溶液的浓度为0.4-0.8mol/L。

优选地，S1中，按重量份将30-50份棉花秆、6-12份沸石粉搅拌20-40min，搅拌速度为800-1000r/min，送入无氧马弗炉中升温至650-750℃煅烧40-60min，冷却，研磨，加入80-120份浓度为0.4-0.8mol/L的硝酸溶液搅拌10-20min，洗涤至中性，干燥，加入3-7份超支化聚硅氧烷、80-120份丙酮，超声处理40-60min，超声功率为500-600W，微波处理10-20min，微波功率为400-600W，喷雾干燥得到第一物料。

优选地，S2中，乙基苯乙烯、亚甲基双丙烯酰胺、甲苯、第一物料、明胶水溶液、自过氧化苯甲的重量比为30-50：6-12：20-40：8-16：100：2-4；明胶水溶液的浓度为0.1-0.2wt％。

优选地，S2中，按重量份将30-50份乙基苯乙烯、6-12份亚甲基双丙烯酰胺、20-40份甲苯混合均匀，加入8-16份第一物料、100份浓度为0.1-0.2wt％的明胶水溶液混合均匀，加入2-4份自过氧化苯甲，升温至60-70℃搅拌20-40min，升温至85-95℃保温20-40min，老化，过滤得到第二物料。

优选地，S3中，第二物料、200#汽油、硫酸溶液的重量比为60-80：120-160：4-8；硫酸溶液的浓度为96-98wt％。

优选地，S3中，按重量份将60-80份第二物料送入120-160份200#汽油中溶胀40-60min，搅拌状态下滴加4-8份浓度为96-98wt％硫酸溶液，滴加完全后调节温度至1-2℃，搅拌4-6h，用冰水洗涤，过滤得到污水处理用聚苯乙烯系阳离子交换树脂。

本发明中，棉花秆作为天然有机物与沸石粉复配，在无氧马弗炉中经过炭化与热活化处理，研磨后粉末质地均匀，烧失率低，活性高，由于超支化聚硅氧烷为三维球状结构的高度支化物，在一定条件下接枝在超支化聚硅氧烷上，不仅具备一定的孔道结构，而且表面活性极高，吸附活性极高；而采用第一物料与乙基苯乙烯配合，以亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，在水中柔顺性好，不仅能提高交联结构的稳定性，增大网络孔径，而且可提高其胀缩稳定性，在引发剂和致孔剂的作用下，调整各反应条件，得到聚苯乙烯双重微球结构，经过磺化后，得到高吸附性能的树脂，其离子交换容量大，制备工艺简单可控，在磺化结束后用冰水处理，不仅能安全的通过反应去除残留的磺化剂，还能使溶剂完全从树脂内部和表面脱离。

本发明所得污水处理用聚苯乙烯系阳离子交换树脂交联结构均匀，离子交换容量大，而且强度高，原料成本低，合成工艺简便可控，环保，应用于污水处理的吸附中，无污染且不产生任何废弃物，吸附效果好。

具体实施方式