CN117487087B - 一种杂化改性高吸油树脂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种杂化改性高吸油树脂及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN117487087B
CN117487087B CN202410004798.0A CN202410004798A CN117487087B CN 117487087 B CN117487087 B CN 117487087B CN 202410004798 A CN202410004798 A CN 202410004798A CN 117487087 B CN117487087 B CN 117487087B
Authority
CN
China
Prior art keywords
oil absorption
high oil
resin
modified high
vinyl benzyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202410004798.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117487087A (zh
Inventor
李雅
刘晨明
黄晶晶
陶莉
王启伟
李金涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Cycle Columbus Environmental Technology Research Institute Co ltd
Original Assignee
Beijing Cycle Columbus Environmental Technology Research Institute Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Cycle Columbus Environmental Technology Research Institute Co ltd filed Critical Beijing Cycle Columbus Environmental Technology Research Institute Co ltd
Priority to CN202410004798.0A priority Critical patent/CN117487087B/zh
Publication of CN117487087A publication Critical patent/CN117487087A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117487087B publication Critical patent/CN117487087B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/262Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds, e.g. obtained by polycondensation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/285Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using synthetic organic sorbents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/40Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F279/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of monomers having two or more carbon-to-carbon double bonds as defined in group C08F36/00
    • C08F279/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of monomers having two or more carbon-to-carbon double bonds as defined in group C08F36/00 on to polymers of conjugated dienes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F283/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
    • C08F283/04Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polycarbonamides, polyesteramides or polyimides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/34Introducing sulfur atoms or sulfur-containing groups
    • C08F8/36Sulfonation; Sulfation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

本发明实施例公开了一种杂化改性高吸油树脂及其制备方法与应用。所述方法包括:乙烯基苄氯单体与三苯基膦及其衍生物反应,得到膦基改性乙烯基苄氯;膦基改性乙烯基苄氯和丙烯酸酯反应得到以膦基改性乙烯基苄氯‑丙烯酸酯为骨架的树脂微球;树脂微球经溶胀,之后与磺化试剂进行磺化反应,得到所述杂化改性高吸油树脂。本发明提供的杂化改性高吸油树脂吸油量较大,吸油速率快、保油性能好、使用后树脂易再生,可循环使用,避免二次污染,在含油污水的深度除油方面具有很好的应用前景。

Description

一种杂化改性高吸油树脂及其制备方法与应用
技术领域
本发明实施例涉及功能高分子材料技术领域,具体涉及一种杂化改性高吸油树脂及其制备方法与应用。
背景技术
废水或料液中携带的油类物质按存在形态分为悬浮油、分散油、乳化油和溶解油,除油的主要技术难点是溶解油的深度去除。物理吸附是较为成熟的溶解油去除工艺,吸附过程不会额外引入杂质,但很难达到深度除油水平(含油<1mg/L)。
高吸油树脂是一种基于传统吸油材料发展起来的一种新型功能性高分子材料,其发展已经不仅仅局限于对于吸油速率、吸油倍率的追求,而是趋向于多功能方向的发展,采用新材料、结构、新技术,集合多学科交叉领域的知识,制备新型高效吸油材料并进行应用。把高分子高吸油材料和其他一些性能优异的材料联合起来使用,发挥各自的性能优势,更好解决实际生产中遇到的问题,也将是今后高吸油高分子材料领域重点发展的方向之一。
通过现有报道的高吸油高分子材料性能的研究,针对性地提出吸附材料结构优化方向,从单体构型,特殊功能单体设计,协同基团构建,交联剂结构,三维网络空间结构构建,材料微纳孔道构建以及材料成型加工等多方面,分析制定材料性能提升的策略,是高吸油高分子材料研究的基本思路。
发明内容
本发明主要针对可深度除油的高吸油树脂的制备方法进行创新优化。从聚合物分子设计角度出发,①三苯基膦及其衍生物改性乙烯基苄氯单体,增加聚合物单体苯环数量,提高亲油极性和比表面积。②杂化改性乙烯基苄氯单体与丙烯酸长链烷基(C2~C18)单体悬浮聚合,芳香环进一步撑开分子链间空隙,使柔性长链得到充分舒展,聚合物强度有所增强,加入适量物理交联剂,构建弹性三维网络空间结构,改善有机油分子在材料中扩散的黏度系数,对聚合物的吸油速率和保油性能有明显的促进作用。③聚合物磺化改性,聚合物分子链上引入亲水基团,亲水/亲油分子协同吸附,改善材料吸油倍率低和吸放油可逆性差的缺点,协调“吸附-保油-脱附”的功能关系。本发明提供的杂化改性高吸油树脂吸油量较大,吸油速率快、保油性能好、使用后树脂易再生,可循环使用,避免二次污染。
为了实现上述目的,本发明实施例提供如下技术方案:
根据本发明实施例的第一方面,本发明提供一种杂化改性高吸油树脂的制备方法,所述方法包括如下步骤:
(1)乙烯基苄氯单体与三苯基膦及其衍生物在催化剂、溶剂存在下进行Friedel-Crafts亲电取代反应,得到膦基改性乙烯基苄氯;
(2)膦基改性乙烯基苄氯、丙烯酸酯、物理交联剂、致孔剂、引发剂搅拌混匀,得到分散相;稳定剂分散在去离子水中,得到连续相;将所述分散相和连续相进行悬浮聚合,得到以膦基改性乙烯基苄氯-丙烯酸酯为骨架的树脂微球;
(3)使用含溶胀溶剂、乳化剂和去离子水的混合溶液对树脂微球进行溶胀,之后与磺化试剂进行磺化反应,得到所述杂化改性高吸油树脂。
进一步地,步骤(1)中,所述乙烯基苄氯单体为4-乙烯基苄氯;
所述三苯基膦衍生物为三苯基氧化膦、乙基三苯基氯化膦、乙基三苯基溴化膦、丁基三苯基溴化膦;
所述催化剂包括氯化铁、氯化铝、氯化锌、15wt%~45wt%硫酸、11wt%~30wt%盐酸、三氟甲磺酸盐、杂多酸、改性粘土类固体酸催化剂;
所述溶剂为水、三氯甲烷、二氯乙烷、四氯化碳。
进一步地,所述三苯基膦及其衍生物与乙烯基苄氯单体的摩尔比为3~1:1;
所述催化剂与乙烯基苄氯单体的摩尔比为0.5~5:1;
所述溶剂与乙烯基苄氯单体摩尔比为15~30:1;
所述Friedel-Crafts亲电取代反应的温度为40℃~95℃,时间为3h~15h。
进一步地,步骤(2)中,所述丙烯酸酯的结构如下:
,其中,R1为H、甲基;R2为C2~C18烷基;
所述物理交联剂为非晶态聚丁二烯、乙丙橡胶、无规则聚乙烯、无规则聚丙烯、尼龙-12、尼龙-6,优选非晶态聚丁二烯、尼龙-12;
所述致孔剂为甲苯、氯苯、乙酸乙酯、异辛烷、环己烷、庚烷、正己烷、汽油、液体石蜡、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯,优选甲苯、氯苯、乙酸乙酯;
所述引发剂为油溶性引发剂,包括有机过氧化物引发剂:过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基;偶氮类引发剂:偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈;优选偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯;
所述稳定剂为无机稳定剂和有机稳定剂,所述无机稳定剂为磷酸钙、碳酸镁;所述有机水溶性稳定剂为聚乙烯醇、聚乙烯基乙醚、十六烷基三甲基溴化铵、羟丙基纤维素。
进一步地,以膦基改性乙烯基苄氯的重量份数为100份计,丙烯酸酯为9~32份、物理交联剂为2~10份、致孔剂为0~13份、引发剂为0.05~0.8份、稳定剂为0.5~8份,去离子水为100~350份;
所述悬浮聚合的条件如下:分散相与连续相室温混合后搅拌0.5h~1h,升温45℃~85℃,反应1.5h~4h,继续升温至45℃~100℃,熟化0.5h~3h。
进一步地,步骤(3)中,所述溶胀溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二氯乙烷、甲苯、乙醚、四氯化碳,优选N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、二氯乙烷;
所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚,优选十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠;
所述磺化试剂为浓硫酸(包括发烟硫酸)、氯磺酸、三氧化硫、氨基磺酸、亚硫酸盐。
进一步地,以所述树脂微球的重量份数为100份计,溶胀溶剂为100~250份,乳化剂为0~5份,去离子水为50~150份,磺化试剂为50份~200份;
所述溶胀的条件为:室温、3h~12h;
所述磺化反应的温度为50℃~100℃,时间为1h~5h。
本发明杂化改性高吸油树脂的制备机理如下:
(1)聚合物单体改性
三苯基膦及其衍生物在催化剂存在下通过Friedel-Crafts亲电取代反应改性乙烯基苄氯单体,得到膦基改性乙烯基苄氯。反应式以三苯基膦为例。
(2)双单体悬浮聚合
悬浮聚合体系分为分散相和连续相,分散相包括膦基改性乙烯基苄氯、丙烯酸酯、物理交联剂,致孔剂和引发剂;连续相则包括稳定剂和去离子水。根据所需聚合物粒度(100μm~2000μm),选择适宜的引发剂、分散剂、致孔剂等,控制聚合温度和时间、熟化温度和时间。致孔剂一般可溶解于单体中,但不能溶于悬浮聚合的连续相中。
(3)聚合物磺化改性
聚合物经充分溶胀,加入磺化试剂,控制反应温度及时间,完成聚合物亲水磺化改性,得到杂化改性高吸油树脂ORZ-D。
根据本发明实施例的第二方面,本发明提供一种杂化改性高吸油树脂,其由如上任一项所述的方法制成。
根据本发明实施例的第三方面,本发明提供如上所述的杂化改性高吸油树脂在含油废水或料液除油处理中的应用。
根据本发明实施例的第四方面,本发明提供一种含油废水或料液的除油方法,所述方法包括如下步骤:
(1)将含油废水或料液进行过滤以去除悬浮物;
(2)将如上所述的杂化改性高吸油树脂装入吸附柱;
(3)将步骤(1)中去除悬浮物后的含油废水或料液自下而上进入步骤(2)的吸附柱内,顶部出水为除油后出水;
(4)当出水含油不满足要求时,杂化改性高吸油树脂达到穿透吸附容量,树脂需要再生。
树脂处理含油料液/废水pH范围2~7,最高适用温度120℃,正常操作温度10℃~80℃,装填高度0.8~2.2m,膨胀率15%~40%。根据具体吸附情况、实际生产需要,洗脱剂可以选择乙醇、40℃~70℃氢氧化钠溶液(5wt%~30wt%)、50℃~70℃热水。洗脱剂用量3BV~8BV,再生流速1BV/h~5BV/h;再生后,洁净水淋洗速率3BV/h~8BV/h,淋洗时间0.5h~2h。
本发明实施例具有如下优点:
(1)三苯基膦及其衍生物在催化剂存在下通过Friedel-Crafts亲电取代反应改性乙烯基苄氯单体,得到膦基改性乙烯基苄氯,改性后单体极性提高、比表面积增大,有助于改善聚合物的亲油性和热稳定性。
(2)杂化改性后的乙烯基苄氯单体具有较大的比表面积和亲油性,(甲基)丙烯酸长链烷基(C2~C18)单体可提供较大的吸油空间,增加吸油倍率。在化学交联共聚的基础上,芳香环进一步撑开分子链间空隙,使柔性长链得到充分舒展,适量加入物理交联,可构建高吸油分子弹性三维网络空间,改善单一化学交联的分子链的空间位阻大,降低有机油分子在材料中扩散的黏度系数,提高树脂吸油倍率和吸放油可逆性。
(3)聚合物磺化改性引入亲水磺酸基团,亲水/亲油分子协同吸附,改善油吸附界面动力学,协同基团与油分子的作用力远超范德华力,有效提高吸油速率,对油分子的脱附也有一定的促进作用,协调“吸附-保油-脱附”的功能关系。
(4)与传统除油树脂相比,本发明制备的杂化改性高吸油树脂可在酸性、弱酸性、中性条件下吸附去除溶解油,适宜pH宽泛;对出水含油<1mg/L的深度除油效果显著;无杂质引入;可根据吸附情况、现场实际要求,选择合适的洗脱剂;树脂易再生,再生液用量节约,使用寿命长;具有极大的推广应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是示例性的,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明提供的样品质量随温度或时间的变化情况;
图2为本发明提供的样品吸油倍率随时间的变化情况。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种杂化改性高吸油树脂的制备方法,包括如下步骤:
(1)聚合物单体改性:向装有冷凝、机械搅拌装置的反应器内,加入三苯基膦0.2mol,4-乙烯基苄氯0.2mol,六水三氯化铁0.6mol,二氯乙烷4mol,45℃搅拌1.5h,升温至75℃继续反应6h。反应结束后,蒸出反应溶剂,适量甲醇、适量水洗有机产物,转移至真空干燥器40℃干燥6h,得到膦基改性乙烯基苄氯功能单体。
(2)双单体聚合:反应器带有冷凝和机械搅拌。分散相:膦基改性乙烯基苄氯单体100份,甲基丙烯酸乙酯20份,尼龙-12加入3份,甲苯5份,过氧化苯甲酰0.5份,继续搅拌混匀。连续相:去离子水200份,羟基纤维素1份。分散相与连续相室温混合后搅拌0.5h,升温至55℃反应2h,继续升温至90℃熟化2h。产物经适量乙醇洗涤,去离子水离心洗涤3次,50℃真空干燥6h,得到膦基改性乙烯基苄氯-丙烯酸酯为骨架的树脂微球。
(3)聚合物磺化改性:反应器带有冷凝和机械搅拌。将100份二氯乙烷、75份去离子水、2份十二烷基磺酸钠搅拌乳化,加入100份步骤(2)聚合产物,充分溶胀10h,加入50份氯磺酸,搅拌混合后升温至80℃,反应2h,反应结束后,过滤,滤饼用水洗至中性,真空干燥箱60℃干燥8h,得到杂化改性高吸油树脂ORZ-D1。
实施例2
本实施例提供一种杂化改性高吸油树脂的制备方法,包括如下步骤:
(1)聚合物单体改性:向装有冷凝、机械搅拌装置的反应器内,加入乙基三苯基氯化膦0.3mol,4-乙烯基苄氯0.2mol,氯化锌0.8mol,三氯甲烷6mol,45℃搅拌1h,升温至90℃继续反应8h。反应结束后,蒸出反应溶剂,适量水洗有机产物,转移至真空干燥器40℃干燥6h,得到膦基改性乙烯基苄氯功能单体。
(2)双单体聚合:反应器带有冷凝和机械搅拌。分散相:膦基改性乙烯基苄氯单体100份,甲基丙烯酸十六酯15份,非晶态聚丁二烯加入4份,氯苯8份,过氧化苯甲酸叔丁酯0.3份,继续搅拌混匀。连续相:去离子水150份十六烷基三甲基溴化铵2份。分散相与连续相室温混合后搅拌1h,升温至70℃反应3h,继续升温至95℃熟化3h。产物经适量乙酸乙酯洗涤,去离子水离心洗涤3次,50℃真空干燥6h,得到膦基改性乙烯基苄氯-丙烯酸酯为骨架的树脂微球。
(3)聚合物磺化改性:反应器带有冷凝和机械搅拌。将150份N,N-二甲基甲酰胺、75份去离子水搅拌,加入100份步骤(2)聚合产物,充分溶胀8h,加入100份氨基磺酸,搅拌混合后升温至95℃,反应4h,反应结束后,过滤,滤饼用水洗至中性,真空干燥箱60℃干燥8h,得到杂化改性高吸油树脂ORZ-D2。
对比例1
本对比例提供一种以乙烯基苄氯、甲基丙烯酸十六酯为单体聚合制备吸油树脂方法,步骤如下:
4-乙烯基苄氯100份,甲基丙烯酸十六酯40份,非晶态聚丁二烯加入5份,氯苯10份,过氧化苯甲酸叔丁酯0.3份,继续搅拌混匀。连续相:去离子水150份十六烷基三甲基溴化铵3份。分散相与连续相室温混合后搅拌1h,升温至65℃反应2.5h,继续升温至90℃熟化2.5h。产物经适量乙酸乙酯洗涤,去离子水离心洗涤3次,50℃真空干燥6h,得到乙烯基苄氯-丙烯酸酯树脂微球。
将120份N,N-二甲基甲酰胺、80份去离子水搅拌,加入100份聚合产物,充分溶胀8h,加入100份氨基磺酸,搅拌混合后升温至90℃,反应4h,反应结束后,过滤,滤饼用水洗至中性,真空干燥箱60℃干燥8h,得到吸油树脂1#。
测试例1 热稳定性测试
热重分析测试前,将样品置于真空烘箱中,在120℃下处理10h除去样品中吸附的水分或杂质,取10 mg待测样品置于坩埚中,在空气气氛以10℃/min升温,温度测试范围为25℃~600℃,氮气流量100ml/min。在测试的过程中,根据样品质量随温度或时间的变化的情况,分析树脂样品的热稳定性。
如图1所示,两种样品50℃~150℃质量保持较好。氮气氛围下,未进行单体改性的树脂1#在180℃开始失重,当温度高于250℃失重加快,表现出一个失重台阶,当温度达到440℃,聚合物基本分解完全。当温度高于330℃时,ORZ-D1失重加快,400℃左右表现出一个失重台阶,520℃时基本分解完全。两种树脂对比分析可知,本发明制备的吸油树脂的热稳定性较高。
测试例2 吸油性能测试
(1)吸油倍率
吸油倍率是指单位时间内吸收油量与树脂质量的比值,是衡量树脂吸油能力的一个重要指标。采用称重法测定吸油倍率。称取一定量的干燥树脂装入无纺布小袋,浸入装有待测油品(如苯或三氯乙烯)的烧杯中,一定时间后取出小袋,在室温下滴淌1min左右取出吸油树脂,迅速称量。吸油倍率(W)的计算式为:
其中:M1-吸油前树脂的质量;M2-吸油后树脂的质量。
测定树脂1#、ORZ-D1树脂的吸油倍率和时间的关系,分析两种树脂的吸油能力和饱和时间,评价树脂性能。
如图2所示,树脂1#的吸油倍率9.43g/g,7h达到吸附平衡;ORZ-D1的吸油倍率15.82g/g,3h后吸油速率降低,约4h达到吸附平衡。由此可知,本发明制备的吸油树脂的吸油倍率较高,能快速达到吸附平衡。
(2)离心保油率
称取一定量的干燥树脂装入无纺布小袋,浸入装有待测油品(如甲苯或三氯乙烯)的烧杯中,待吸附达饱和后称重并迅速转移至塑料离心管中,于1000r/min的转速下高速离心5min,迅速倾出离心出的有机溶剂并重新称量树脂的质量,离心保油率(K)计算式为:
其中:m0-吸油前树脂的质量;m1-吸油达到饱和后树脂的质量;m2-离心后树脂的质量。
测定树脂1#、ORZ-D1、ORZ-D2树脂的离心保油率,如表1所示,树脂1#的离心保油率71.3% g;ORZ-D1为90.4%;ORZ-D2为91.3%。本发明制备的吸油树脂达到吸附饱和后,保油效果较好。
表1 保油率测试
测试例3
杂化改性高吸油树脂的应用
待处理料液为某冶炼厂硫酸钴料液,含溶解油350mg/L~800mg/L,pH3~7,料液温度50℃~70℃,要求不引入杂质前提下,料液出水含油<0.5mg/L。受上游工艺、季节温度影响,硫酸钴料液的溶解油浓度、pH、温度都存在较大波动。不引入其他离子,即除油吸附过程不支持调节料液pH至酸性(pH为2~4左右)。
该实施例1制备的杂化改性高吸油树脂装入树脂柱(实验室用)装填高度0.8m,装填量约330ml,进液方式下进上出,流速5BV/h,处理水量417BV时,出水含油>0.5mg/L,树脂体积膨胀率15.6%。选用70℃热水作为再生阶段洗脱剂,流速2BV/h,用量6BV,之后用洁净水淋洗,流速5BV/h,淋洗时间45min。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种杂化改性高吸油树脂的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)乙烯基苄氯单体与三苯基膦及其衍生物在催化剂、溶剂存在下进行Friedel-Crafts亲电取代反应,得到膦基改性乙烯基苄氯;
(2)膦基改性乙烯基苄氯、丙烯酸酯、物理交联剂、致孔剂、引发剂搅拌混匀,得到分散相;稳定剂分散在去离子水中,得到连续相;将所述分散相和连续相进行悬浮聚合,得到以膦基改性乙烯基苄氯-丙烯酸酯为骨架的树脂微球;
(3)使用含溶胀溶剂、乳化剂和去离子水的混合溶液对树脂微球进行溶胀,之后与磺化试剂进行磺化反应,得到所述杂化改性高吸油树脂;
步骤(2)中,所述丙烯酸酯的结构如下:
其中,R1为H、甲基;R2为C2~C18烷基;
所述物理交联剂为非晶态聚丁二烯、尼龙-12、尼龙-6;
以膦基改性乙烯基苄氯的重量份数为100份计,丙烯酸酯为9~32份、物理交联剂为2~10份、致孔剂为大于0小于等于13份、引发剂为0.05~0.8份、稳定剂为0.5~8份,去离子水为100~350份;
所述三苯基膦衍生物为三苯基氧化膦、乙基三苯基氯化膦、乙基三苯基溴化膦、丁基三苯基溴化膦;
所述磺化试剂为浓硫酸、氯磺酸、三氧化硫、氨基磺酸、亚硫酸盐;
以所述树脂微球的重量份数为100份计,溶胀溶剂为100~250份,乳化剂为0~5份,去离子水为50~150份,磺化试剂为50份~200份。
2.根据权利要求1所述的杂化改性高吸油树脂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,
所述乙烯基苄氯单体为4-乙烯基苄氯;
所述催化剂包括氯化铁、氯化铝、氯化锌、15wt%~45wt%硫酸、11wt%~30wt%盐酸、三氟甲磺酸盐、杂多酸、改性粘土类固体酸催化剂;
所述溶剂为水、三氯甲烷、二氯乙烷、四氯化碳。
3.根据权利要求2所述的杂化改性高吸油树脂的制备方法,其特征在于,
所述三苯基膦及其衍生物与乙烯基苄氯单体的摩尔比为3~1:1;
所述催化剂与乙烯基苄氯单体的摩尔比为0.5~5:1;
所述溶剂与乙烯基苄氯单体摩尔比为15~30:1;
所述Friedel-Crafts亲电取代反应的温度为40℃~95℃,时间为3h~15h。
4.根据权利要求1所述的杂化改性高吸油树脂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,
所述致孔剂为甲苯、氯苯、乙酸乙酯、异辛烷、环己烷、庚烷、正己烷、汽油、液体石蜡、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯;
所述引发剂为油溶性引发剂,包括有机过氧化物引发剂:过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基;偶氮类引发剂:偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈;
所述稳定剂为无机稳定剂和有机稳定剂,所述无机稳定剂为磷酸钙、碳酸镁;所述有机水溶性稳定剂为聚乙烯醇、聚乙烯基乙醚、十六烷基三甲基溴化铵、羟丙基纤维素。
5.根据权利要求4所述的杂化改性高吸油树脂的制备方法,其特征在于,
所述悬浮聚合的条件如下:分散相与连续相室温混合后搅拌0.5h~1h,升温45℃~85℃,反应1.5h~4h,继续升温至45℃~100℃,熟化0.5h~3h。
6.根据权利要求1所述的杂化改性高吸油树脂的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,
所述溶胀溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二氯乙烷、甲苯、乙醚、四氯化碳;
所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚。
7.根据权利要求1所述的杂化改性高吸油树脂的制备方法,其特征在于,
所述溶胀的条件为:室温、3h~12h;
所述磺化反应的温度为50℃~100℃,时间为1h~5h。
8.一种杂化改性高吸油树脂,其特征在于,其由权利要求1-7中任一项所述的方法制成。
9.权利要求8所述的杂化改性高吸油树脂在含油废水或料液除油处理中的应用。
10.一种含油废水或料液的除油方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)将含油废水或料液进行过滤以去除悬浮物;
(2)将如权利要求8所述的杂化改性高吸油树脂装入吸附柱;
(3)将步骤(1)中去除悬浮物后的含油废水或料液自下而上进入步骤(2)的吸附柱内,顶部出水为除油后出水;
(4)当出水含油不满足要求时,杂化改性高吸油树脂达到穿透吸附容量,树脂需要再生。
CN202410004798.0A 2024-01-03 2024-01-03 一种杂化改性高吸油树脂及其制备方法与应用 Active CN117487087B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410004798.0A CN117487087B (zh) 2024-01-03 2024-01-03 一种杂化改性高吸油树脂及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410004798.0A CN117487087B (zh) 2024-01-03 2024-01-03 一种杂化改性高吸油树脂及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117487087A CN117487087A (zh) 2024-02-02
CN117487087B true CN117487087B (zh) 2024-03-22

Family

ID=89673079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202410004798.0A Active CN117487087B (zh) 2024-01-03 2024-01-03 一种杂化改性高吸油树脂及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117487087B (zh)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6025447A (en) * 1997-09-19 2000-02-15 Basf Aktiengesellschaft Graft copolymers
US6027847A (en) * 1998-06-11 2000-02-22 Eastman Kodak Company Poly(vinylbenzyl quaternary phoshonium) salt charge control agents
CN101225131A (zh) * 2007-12-26 2008-07-23 江南大学 阳离子光引发剂聚苯乙烯或其共聚物的碘鎓盐及其制备方法
CN101613372A (zh) * 2009-06-27 2009-12-30 西北师范大学 交联的季膦盐离子液体及其制备和在co2环加成反应中的应用
CN104910313A (zh) * 2015-06-24 2015-09-16 中南大学 制备极性修饰超高交联树脂的方法及应用
CN105348432A (zh) * 2015-11-13 2016-02-24 同济大学 一类聚合物型硫鎓盐类光生酸剂、制备方法及其应用
CN105985492A (zh) * 2015-02-04 2016-10-05 浙江大学 一种阳离子功能化氯乙烯聚合物及其制备方法
CN106749810A (zh) * 2016-12-07 2017-05-31 厦门大学 一种隔热聚合物及其制备方法
WO2018182525A1 (en) * 2017-03-29 2018-10-04 Agency For Science, Technology And Research Zwitterionic polymer and uses thereof
CN109705243A (zh) * 2018-12-24 2019-05-03 广东省稀有金属研究所 一种苯基磷酸酯功能基聚苯乙烯树脂及其制备方法
CN115298259A (zh) * 2020-04-14 2022-11-04 罗门哈斯公司 多级丙烯酸类微球的水性分散体
CN116284535A (zh) * 2023-04-07 2023-06-23 重庆工业职业技术学院 一种耐高温强碱性醇类化合物离子交换树脂的制备方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6025447A (en) * 1997-09-19 2000-02-15 Basf Aktiengesellschaft Graft copolymers
US6027847A (en) * 1998-06-11 2000-02-22 Eastman Kodak Company Poly(vinylbenzyl quaternary phoshonium) salt charge control agents
CN101225131A (zh) * 2007-12-26 2008-07-23 江南大学 阳离子光引发剂聚苯乙烯或其共聚物的碘鎓盐及其制备方法
CN101613372A (zh) * 2009-06-27 2009-12-30 西北师范大学 交联的季膦盐离子液体及其制备和在co2环加成反应中的应用
CN105985492A (zh) * 2015-02-04 2016-10-05 浙江大学 一种阳离子功能化氯乙烯聚合物及其制备方法
CN104910313A (zh) * 2015-06-24 2015-09-16 中南大学 制备极性修饰超高交联树脂的方法及应用
CN105348432A (zh) * 2015-11-13 2016-02-24 同济大学 一类聚合物型硫鎓盐类光生酸剂、制备方法及其应用
CN106749810A (zh) * 2016-12-07 2017-05-31 厦门大学 一种隔热聚合物及其制备方法
WO2018182525A1 (en) * 2017-03-29 2018-10-04 Agency For Science, Technology And Research Zwitterionic polymer and uses thereof
CN109705243A (zh) * 2018-12-24 2019-05-03 广东省稀有金属研究所 一种苯基磷酸酯功能基聚苯乙烯树脂及其制备方法
CN115298259A (zh) * 2020-04-14 2022-11-04 罗门哈斯公司 多级丙烯酸类微球的水性分散体
CN116284535A (zh) * 2023-04-07 2023-06-23 重庆工业职业技术学院 一种耐高温强碱性醇类化合物离子交换树脂的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Zhenyu Fu et al..Polar hyper-cross-linked resin with abundant micropores/mesopores and its enhanced adsorption toward salicylic acid: Equilibrium,kinetics, and dynamic operation.Fluid Phase Equilibria.2017,全文. *
介孔-大孔多层次孔结构聚合物微球的制备;翁汉钦等;中国化学会第30届学术年会摘要集;20160701;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN117487087A (zh) 2024-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4732887A (en) Composite porous material, process for production and separation of metallic element
CA1073595A (en) Production of porous polymers
CA2137360A1 (en) An adiabatic process for the preparation of ion exchange and adsorbent copolymers
WO1996012560A1 (fr) Catalyseur a resine echangeuse d&#39;ions pour la synthese des bisphenols, et sa preparation
CN1048921C (zh) 大孔强酸型阳离子交换树脂催化剂的制备方法
CN111793176B (zh) 一种具有层次孔结构的木质素基超交联聚合物及其制备方法和吸附应用
CN107955093B (zh) 一种高比表面积高分子吸附剂的制备方法
MXPA02006181A (es) Metodo para preparar resinas de intercambio de cation de acido fuerte.
CN102875717B (zh) 一种合成树脂、制备方法及其应用
CN117487087B (zh) 一种杂化改性高吸油树脂及其制备方法与应用
CN101864038B (zh) 表面接枝极性单体改性聚苯乙烯型大孔树脂及其制备方法
CN106632792A (zh) 一种高载量离子交换高分子微球的制备方法
JP4383670B2 (ja) パワープラント凝縮水のイオン交換樹脂による処理方法及びプラントリアクターの凝縮水ループとの流体接触に適合させたパワープラントの水処理モジュール
US4319015A (en) Synthetic resins based on crosslinked copolymers of monovinyl and polyvinyl compounds
KR100323249B1 (ko) 고분자 수지입자의 표면적과 세공부피의 조절방법 및 그를 이용한 표면적과 세공부피가 증가된 고분자 수지입자의 제조방법
EP0135292A1 (en) A method of preparing a highly porous resin
CN107337756A (zh) 一种具有阻聚功能的聚苯乙烯类微球及其制备方法
CN115093585A (zh) 一种利用废旧聚苯乙烯塑料制备的废塑料基超交联聚合物、制备方法及应用
JP2987949B2 (ja) 多孔性樹脂及びその製造方法
CN117362694B (zh) 一种物理-化学复合交联高吸油树脂及其制备方法与应用
CN111961149A (zh) 显示屏液晶支撑用微球及其制备方法
CN111533837A (zh) 一种酸性聚合离子液体及其制备方法与应用
AU2014325785A1 (en) Resin-made porous particles and water treatment process using same
CN111690153A (zh) 一种聚合物水凝胶微球的制备方法
CN113845631B (zh) 一种具有生物基大分子的分子印迹聚合物的制备方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant