CN102350318B - 一种甲醛吸附树脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了甲醛吸附树脂及其制备方法，以聚丙烯腈大孔吸附树脂为基体材料，经过水解、胺化、加成咪化合成，(1)水解：将聚丙烯腈大孔吸附树脂放入NaOH溶液中加热至沸腾、回流反应数小时，取出树脂用水冲洗干净，再用乙二醇置换水分，甩干；(2)胺化、加成咪化：将(1)所得水解树脂，按一定比例加入二乙烯三胺和乙二醇，控制温度，回流加热，取出树脂洗至中性，烘干即可。

Description

一种甲醛吸附树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于空气污染净化领域，涉及一种树脂型甲醛吸附剂及其制备方法。
背景技术
甲醛是一种重要的化工原料和有机溶剂，常用于制造树脂、塑料、橡胶等工业用品，也可以用作防腐剂，用于食物和化妆品等。甲醛与人们的生活密切相关，同时也是严重的污染物之一。甲醛具有较强的粘合性以及强化木质板材硬度、防虫、防腐等功能，且价钱便宜，所以以甲醛为主要成分的酚醛树脂是目前室内装修所用的胶合板、细木板、中密度板等的首选粘合剂。这些板材作为装修材料或者制成家具后，板材中残留的游离的甲醛就会逐渐向周围环境释放，形成室内空气中甲醛污染的主要来源。
甲醛作为公认的家庭装修第一号杀手，是一种高毒性物质，上个世纪一直被认为是可疑致癌物，2004年国际癌症研究机构将甲醛列为第一致癌物，2005年1月31日美国健康和公共安全事业部及公共卫生局发布的致癌物质报告中，也将甲醛列为一类致癌物质。并且甲醛已经被世界卫生组织认定为致癌和致畸物质，认定为潜在的强制突变物质之一，位居剧毒性物质控制的第二位。
甲醛分子量小且具有极性，使得常用的空气净化技术对其几乎束手无策。例如活性炭、分子筛等物理吸附法，虽然属于万能的广谱性吸附剂，但在在处理甲醛污染方面效果不佳；光催化技术是目前研究较多的空气净化技术，其优点是可以在温和条件下有效降解有机物，最终生成CO2和和H2O，无二次污染，但其对于甲醛的净化速度较慢，效率很低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种性能稳定、快速吸附净化甲醛、吸附容量大的无二次污染的树脂型甲醛吸附剂及其制备方法。该甲醛吸附树脂含有胺基官能团和咪唑衍生物官能团，可以迅速捕捉空气中的甲醛污染物，清除甲醛速度快，反应彻底，能很快将甲醛浓度降至《室内空气质量标准》GB/T18883-2002规定的达标浓度以下。
一种树脂型甲醛吸附剂，以聚丙烯腈大孔吸附树脂为基体材料，经过水解预处理、胺化、加成咪化等过程合成一种含胺基、咪唑基的甲醛吸附剂。
所述的甲醛吸附剂合成过程分为以下两个步骤：
(1)水解。将聚丙烯腈大孔吸附树脂放入NaOH溶液中加热至沸腾、回流反应数小时，取出树脂用水冲洗干净，再用乙二醇置换水分，甩干。
(2)胺化、加成咪化。将(1)水解树脂，按一定比例加入二乙烯三胺和乙二醇，控制温度，回流加热，取出树脂洗至中性，烘干即可。
所述的水解步骤(1)中，采用的NaOH溶液浓度为1％～10％，所用溶剂为水或乙醇或乙二醇之一，回流反应时间为2～5小时。
所述的胺化、咪化步骤(2)中，二乙烯三胺∶聚丙烯腈树脂中的丙烯腈单元(摩尔比)＝1∶1～20∶1。
所述的胺化、咪化步骤(2)中，二乙烯三胺与溶剂乙二醇的体积比为1∶1～1∶15。
所述的胺化、咪化步骤(2)中，反应温度为80℃～150℃，反应时间为2～20小时。
本发明的有益效果：
1、对甲醛吸附过程属于化学吸附，吸附速度快，反应彻底。
2、甲醛吸附树脂是20目～800目的颗粒或粉剂，应用形式多样，使用方便。
3、甲醛吸附树脂性能稳定，使用后可以通过加热进行再生，重复利用。
4、制备工艺比较简单，易于工业化生产。
5、含有的胺基、咪唑基官能团都具有碱性，可以吸附净化H2S、HCl、SO2等酸性气体。
6、该甲醛吸附树脂无毒、无污染、使用安全环保。
具体实施方式
通过调节不同的制备工艺条件，可以制备出不同吸附容量的甲醛吸附树脂。
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1
将含水量为60％的聚丙烯腈大孔吸附树脂10g，放入体积为100ml，质量浓度为5％的NaOH水溶液中，进行加热至沸腾，回流水解5小时。
取出树脂，用去离子水冲洗干净，将树脂放入二乙烯三胺/乙二醇溶液中，二乙烯三胺∶聚丙烯腈树脂中的丙烯腈单元(摩尔比)为8∶1，二乙烯三胺与乙二醇的体积比为1∶12。反应温度80℃，充分反应5小时，制成甲醛吸附剂。经过测试，所得甲醛吸附剂样品的甲醛吸附容量为3.87mmol/g。
实施例2
将含水量为60％的聚丙烯腈大孔吸附树脂10g，放入体积为100ml，质量浓度为10％的NaOH的乙二醇溶液中，进行加热至沸腾，回流水解3小时。取出树脂，用去离子水冲洗干净，将树脂放入二乙烯三胺/乙二醇溶液中，二乙烯三胺∶聚丙烯腈树脂中的丙烯腈单元(摩尔比)为15∶1，二乙烯三胺与乙二醇的体积比为3∶12。反应温度140℃，充分反应20小时，制成甲醛吸附剂。经过测试，所得甲醛吸附剂样品的甲醛吸附容量为1.54mmol/g。
实施例3
将含水量为60％的聚丙烯腈大孔吸附树脂8g，放入体积为100ml，质量浓度为8％的NaOH的乙醇溶液中，进行加热至沸腾，回流水解3小时。取出树脂，用去离子水冲洗干净，将树脂放入二乙烯三胺/乙二醇溶液中，二乙烯三胺∶聚丙烯腈树脂中的丙烯腈单元(摩尔比)为1∶1，二乙烯三胺与乙二醇的体积比为1∶15。反应温度100℃，充分反应2小时，制成甲醛吸附剂。经过测试，所得甲醛吸附剂样品的甲醛吸附容量为0.32mmol/g。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种树脂型甲醛吸附剂，其特征在于，以聚丙烯腈大孔吸附树脂为基体材料，经过水解、胺化、加成咪化合成，(1)水解：将含水量为60％的聚丙烯腈大孔吸附树脂放入质量浓度为5％的NaOH溶液中加热至沸腾、回流反应5小时，取出树脂用水冲洗干净，再用乙二醇置换水分，甩干；(2)胺化、加成咪化：将(1)所得水解树脂，按一定比例加入二乙烯三胺和乙二醇，控制温度，回流加热，取出树脂洗至中性，烘干即可，所述步骤(2)中，二乙烯三胺：聚丙烯腈树脂中的丙烯腈单元(摩尔比)＝8∶1，所述的胺化、咪化步骤(2)中，二乙烯三胺与溶剂乙二醇的体积比为1∶12，反应温度为80℃，反应时间为5小时。
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