[发明专利]一种新型聚苯乙烯接枝多胺树脂材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种新型聚苯乙烯接枝多胺树脂材料制备方法，包括以下步骤：S01，取一定量干燥的聚苯乙烯树脂酰化衍生物，加入到有机溶剂中进行溶胀处理；S02，向S01中得到的混合物中加入聚乙烯亚胺，混合均匀后反应一段时间；其中S01和S02也可以采用无溶剂法代替，即将聚苯乙烯树脂酰化衍生物和聚乙烯亚胺直接混合反应。S03，将S02中反应后的混合物冷却后进行过滤，得到的固体进行洗涤；S04，将S03中洗涤后的固体进行真空干燥。本发明还公开了一种新型聚苯乙烯接枝多胺树脂材料及其应用。本发明提供的一种新型聚苯乙烯接枝多胺树脂材料及其制备方法，对酸和铜离子的吸附效果好，吸附材料本身制备工艺简单且制备过程中不产生中间污染物。

技术领域

本发明涉及一种新型聚苯乙烯接枝多胺树脂材料及其制备方法和应用，属于有机聚合物功能材料的合成与应用技术领域。

背景技术

科学技术的快速发展推动了我国的工业化进程，但由此带来的环境污染问题不容忽视。在工业生产中，酸性废气、废液以及含有重金属离子的废水等都是常见的工业废弃物及环境污染源，必须进行有效处理。

与传统的中和、沉降等处理方法相比，吸附法具有操作便捷、成本低廉、二次污染小等优点，在酸性废气废水、重金属离子废水处理中体现出显著优势，具有广阔的应用前景。吸附法的关键在于吸附材料，开发结构稳定、制备方便、吸附量大、选择性高的吸附材料是其技术核心。

多胺类有机物质既可以利用自身碱性与酸性物质结合，也可以通过配位方式与一些重金属离子结合，利用化学方法将多胺结构接枝到聚苯乙烯等聚合物上得到的有机聚合物功能材料用于酸性废气废水、重金属离子废水处理能够取得较好的效果，受到了广泛关注。例如，孟启等将聚苯乙烯树脂乙酰化后与二乙烯三胺进行缩合，所得的聚苯乙烯接枝二乙烯三胺树脂材料的全交换容量为2.18mmol/g，对铜(Ⅱ)离子的吸附量为1.54mmol/g；姚树人等制备了多乙烯多胺胺化的GMA-TAIC共聚物树脂材料，比较了其对Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)等金属离子的吸附效效果，发现此类材料对Cu(Ⅱ)具有最优的吸附能力,吸附速率最快,吸附量可达1.86mmol/g；纪春暖等制备了双亚砜三乙烯四胺聚苯乙烯树脂材料，对Hg(Ⅱ)离子有较好的吸附能力，最大吸附量为0.89mmol/g。

现有技术中多胺结构接枝多胺树脂材料对酸和铜离子的吸附效果较低，且吸附材料本身的合成工艺较为复杂，另外在合成过程中会产生对环境有污染的副产物。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种对酸和铜离子吸附效果好，吸附材料本身制备工艺简单且制备过程中不产生中间污染物的新型聚苯乙烯接枝多胺树脂材料及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种新型聚苯乙烯接枝多胺树脂材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S01，取一定量干燥的聚苯乙烯树脂酰化衍生物，加入到有机溶剂中进行溶胀处理；

S02，向S01中得到的混合物中加入聚乙烯亚胺，混合均匀后反应一段时间；

S03，将S02中反应后的混合物冷却后进行过滤，得到的固体进行洗涤；

S04，将S03中洗涤后的固体进行真空干燥。

S01中，聚苯乙烯树脂酰化衍生物与有机溶剂的体积比为1:1～40，溶胀处理的时间为1～24h。

S02中，聚乙烯亚胺与聚苯乙烯树脂酰化衍生物的当量比为1～20，反应温度为50～160℃，反应时间为1～24h。

S03中，洗涤方式具体为依次用无水乙醇、盐酸溶液、去离子水、氢氧化钠水溶液充分洗涤，用去离子水洗至中性。

一种新型聚苯乙烯接枝多胺树脂材料制备方法，包括以下步骤：