一种去除水中硝酸盐氮的离子交换树脂及其制备方法与流程

1.本发明涉及离子交换树脂技术领域，具体为一种去除水中硝酸盐氮的离子交换树脂及其制备方法。


背景技术：

2.离子交换树脂，是带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。通常是球形颗粒物。离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架(或基因)名称、基本名称组成，离子交换树脂还可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类，它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类，阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类(或再分出中强酸和中强碱性类)。
3.离子交换法的原理是：溶液中的no3-通过与离子交换树脂上的cl-或hco3-发生交换而去除，树脂交换饱和后用nacl或nahco3溶液再生。
4.离子交换树脂的发展是以缩聚产品开始的，然后出现了加聚产品，在合成离子交换树脂的初期，主要是以缩聚型为主，但是合成的树脂难以成球状并且化学稳定性较差，机械强度不好，在使用过程中常有可溶性物质渗出。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种去除水中硝酸盐氮的离子交换树脂及其制备方法，具备化学稳定好，机械强度高，不会有可溶性物质渗出的优点，解决了离子交换树脂的发展是以缩聚产品开始的，然后出现了加聚产品，在合成离子交换树脂的初期，主要是以缩聚型为主，但是合成的树脂难以成球状并且化学稳定性较差，机械强度不好，在使用过程中常有可溶性物质渗出的问题。
7.(二)技术方案
8.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种去除水中硝酸盐氮的离子交换树脂，由苯乙烯系离子交换树脂是苯乙烯和二乙烯苯(dvb)在水相中进行悬浮共聚合得到共聚物珠体，然后向共聚体中引入可离子化的基团而合成。
9.优选的，所述苯乙烯系离子交换树脂的用量占离子交换树脂总用量的95％以上。
10.优选的，所述聚苯乙烯树脂以聚苯乙烯为骨架，与小分子的功能基以化学键的形式结合。
11.一种去除水中硝酸盐氮的离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤：
12.(1)、将苯乙烯和二乙烯苯的预聚物溶液的原材料清洗，去除原材料中的杂质；
13.(2)、将处理好的苯乙烯和二乙烯苯进行悬浮共聚；
14.(3)、在苯乙烯，二乙烯苯悬浮共聚时加入致孔剂；
15.(4)、随后加入稳定剂并进行搅拌，在搅拌的状态下得到粒度合适，聚合结束后将致孔剂提取出来，得到多孔性的共聚物(pst型，称为大孔树脂)。
16.优选的，所述步骤(3)中的致孔剂采用液体石蜡、甲苯和环己酮。
17.优选的，所述步骤(4)中的稳定剂采用难溶性无机物微粉末，得到的聚合球粒大小均匀，并且在微粉末稳定剂用量相同时，粉末越细，得到的球粒越小。
18.本发明的有益效果是：
19.1)、使用该制备方法所得出的离子交换树脂，化学稳定性好，机械强度高，在使用过程中不会出现可溶性物质渗出的问题，由于这类树脂其具有与活性炭类似的吸附能力，可以回收吸附质，因此被广泛用于有机物的分离纯化、工业有机废水的处理、生化产品等。
20.2)、在离子交换树脂制备前，通过将原材料进行清洗预处理，从而保证制备过程中不会对制造设备造成损坏，降低生产所需的成本。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
22.实施例一，一种去除水中硝酸盐氮的离子交换树脂，由苯乙烯系离子交换树脂是苯乙烯和二乙烯苯(dvb)在水相中进行悬浮共聚合得到共聚物珠体，然后向共聚体中引入可离子化的基团而合成。
23.具体的，苯乙烯系离子交换树脂的用量占离子交换树脂总用量的95％以上，这是因为苯乙烯单体相对便宜并可大量得到，并且不易因氧化、水解或高温而降解。
24.具体的，聚苯乙烯树脂以聚苯乙烯为骨架，与小分子的功能基以化学键的形式结合，因此既保留了原有低分子的各种优良性能，又由于高分子效应可增添新的功能，这使得离子交换树脂的性能大幅度提高，品种成倍地增加，应用范围迅速扩大，大大促进了化工企业、制药工业、环保等行业的发展，对世界经济、政治、军事的发展产生了巨大的影响。
25.一种去除水中硝酸盐氮的离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤：
26.(1)、将苯乙烯和二乙烯苯的预聚物溶液的原材料清洗，去除原材料中的杂质；
27.(2)、将处理好的苯乙烯和二乙烯苯进行悬浮共聚；
28.(3)、在苯乙烯，二乙烯苯悬浮共聚时加入致孔剂；
29.(4)、随后加入稳定剂并进行搅拌，在搅拌的状态下得到粒度合适，聚合结束后将致孔剂提取出来，得到多孔性的共聚物(pst型，称为大孔树脂)。
30.具体的，步骤(3)中的致孔剂采用液体石蜡、甲苯和环己酮。
31.具体的，步骤(4)中的稳定剂采用难溶性无机物微粉末，得到的聚合球粒大小均匀，并且在微粉末稳定剂用量相同时，粉末越细，得到的球粒越小。
32.实施例二，一种去除水中硝酸盐氮的离子交换树脂，由苯乙烯系离子交换树脂是苯乙烯和二乙烯苯(dvb)在水相中进行悬浮共聚合得到共聚物珠体，然后向共聚体中引入可离子化的基团而合成。
33.具体的，苯乙烯系离子交换树脂的用量占离子交换树脂总用量的95％以上。
34.具体的，聚苯乙烯树脂以聚苯乙烯为骨架，与小分子的功能基以化学键的形式结合。
35.一种去除水中硝酸盐氮的离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤：
36.(1)、将苯乙烯和二乙烯苯的预聚物溶液的原材料清洗，去除原材料中的杂质，通过将原材料进行清洗预处理，从而保证制备过程中不会对制造设备造成损坏，降低生产所需的成本；
37.(2)、将处理好的苯乙烯和二乙烯苯进行悬浮共聚；
38.(3)、在苯乙烯，二乙烯苯悬浮共聚时加入致孔剂；
39.(4)、随后加入稳定剂并进行搅拌，在搅拌的状态下得到粒度合适，聚合结束后将致孔剂提取出来，得到多孔性的共聚物(pst型，称为大孔树脂)，把这种共聚物进一步制成离子交换树脂，发现其离子交换速度加快，机械强度增大，稳定性增强，由于这类树脂其具有与活性炭类似的吸附能力，可以回收吸附质，所以被广泛用于有机物的分离纯化、工业有机废水的处理、生化产品等，值得注意的是，在合成大孔共聚物时，为保证孔结构的稳定，交联剂用量比合成凝胶型时要多。
40.使用该制备方法所得出的离子交换树脂，化学稳定性好，机械强度高，在使用过程中不会出现可溶性物质渗出的问题，由于这类树脂其具有与活性炭类似的吸附能力，可以回收吸附质，因此被广泛用于有机物的分离纯化、工业有机废水的处理、生化产品等。
41.具体的，步骤(3)中的致孔剂采用液体石蜡、甲苯和环己酮，可以制得高比表面积(约1000m2/g)及包含微孔、中孔结构的超高交联聚苯乙烯树脂。
42.具体的，步骤(4)中的稳定剂采用难溶性无机物微粉末，得到的聚合球粒大小均匀，并且在微粉末稳定剂用量相同时，粉末越细，得到的球粒越小。
43.需要说明的是，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种去除水中硝酸盐氮的离子交换树脂，其特征在于：由苯乙烯系离子交换树脂是苯乙烯和二乙烯苯(dvb)在水相中进行悬浮共聚合得到共聚物珠体，然后向共聚体中引入可离子化的基团而合成。2.根据权利要求1所述的一种去除水中硝酸盐氮的离子交换树脂，其特征在于：所述苯乙烯系离子交换树脂的用量占离子交换树脂总用量的95％以上。3.根据权利要求1所述的一种去除水中硝酸盐氮的离子交换树脂，其特征在于：所述聚苯乙烯树脂以聚苯乙烯为骨架，与小分子的功能基以化学键的形式结合。4.根据权利要求1-3所述的一种去除水中硝酸盐氮的离子交换树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、将苯乙烯和二乙烯苯的预聚物溶液的原材料清洗，去除原材料中的杂质；(2)、将处理好的苯乙烯和二乙烯苯进行悬浮共聚；(3)、在苯乙烯，二乙烯苯悬浮共聚时加入致孔剂；(4)、随后加入稳定剂并进行搅拌，在搅拌的状态下得到粒度合适，聚合结束后将致孔剂提取出来，得到多孔性的共聚物(pst型，称为大孔树脂)。5.根据权利要求4所述的一种去除水中硝酸盐氮的离子交换树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的致孔剂采用液体石蜡、甲苯和环己酮。6.根据权利要求4所述的一种去除水中硝酸盐氮的离子交换树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中的稳定剂采用难溶性无机物微粉末，得到的聚合球粒大小均匀，并且在微粉末稳定剂用量相同时，粉末越细，得到的球粒越小。

技术总结
本发明涉及离子交换树脂技术领域，且公开了一种去除水中硝酸盐氮的离子交换树脂及其制备方法，由苯乙烯系离子交换树脂是苯乙烯和二乙烯苯(DVB)在水相中进行悬浮共聚合得到共聚物珠体，然后向共聚体中引入可离子化的基团而合成。该去除水中硝酸盐氮的离子交换树脂及其制备方法，具备化学稳定好，机械强度高，不会有可溶性物质渗出的优点，解决了离子交换树脂的发展是以缩聚产品开始的，然后出现了加聚产品，在合成离子交换树脂的初期，主要是以缩聚型为主，但是合成的树脂难以成球状并且化学稳定性较差，机械强度不好，在使用过程中常有可溶性物质渗出的问题。溶性物质渗出的问题。


技术研发人员：汪佳慧 赵明杰 栗勇田 郭清 刘晓晓 赵恰
受保护的技术使用者：秦皇岛天大环保研究院有限公司
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/8/9