一种弱碱性离子交换树脂基炭小球的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114620721A(43)申请公布日2022.06.14(21)申请号202011454288.1(22)申请日2020.12.10(71)申请人中国科学院大连化学物理研究所地址116023辽宁省大连市沙河口区中山路457-41号(72)发明人徐金铭樊斯斯张健沈铮段洪敏黄延强(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司21002专利代理师马驰(51)Int.Cl.C01B32/318(2017.01)C01B32/336(2017.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种弱碱性离子交换树脂基炭小球的制备方法(57)摘要本发明公开了一种利用弱碱性离子交换树脂制备多孔炭小球的方法，具体为利用多卤代烃为交联剂，通过多卤代烃和弱碱性离子交换树脂中的胺基反应，增加骨架交联度和强度，然后再经炭化和活化过程，得到多孔炭小球。本发明制备的多孔炭小球，具有工艺路线简单，炭材料收率高和比表面积大等优点。CN114620721ACN114620721A权利要求书1/1页1.一种弱碱性离子交换树脂基炭小球的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将弱碱性离子交换树脂与多卤代烃混合加热，得到多卤代烃交联的离子交换树脂；将交联后离子交换树脂在惰性气氛气体保护下升温炭化后通入水和/或者二氧化碳活化，制得多孔炭小球。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的弱碱性离子交换树脂是带有伯胺基、仲胺基或叔胺基一种或两种以上的离子交换树脂；所述的多卤代烃为分子中含有三个或四个以上卤素原子；卤素原子为溴和/或氯。3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的多卤代烃为碳数为1到30的多卤代烷烃、多卤代烯烃中的一种或二种以上；所述带有伯胺基、仲胺基或叔胺基一种或两种以上的离子交换树脂为苯乙烯系大孔型弱碱阴离子交换树脂(例如D301树脂，D392树脂中的一种或二种)、丙烯酸系凝胶型弱碱阴离子交换树脂(例如312树脂)、丙烯酸系大孔型弱碱阴离子交换树脂(例如D315树脂)、酚醛系大孔型弱碱阴离子交换树脂(例如D345树脂)中的一种或二种以上。4.按照权利要求1‑3任一所述的方法，其特征在于：弱碱性离子交换树脂与多卤代烃的质量比在20–0.05。5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：弱碱性离子交换树脂与多卤代烃反应的温度在40–200℃，时间在0.2‑24小时。6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的惰性气氛气体为氮气、氩气、氦气一种或两种以上。7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的炭化温度为600到1200℃,时间0.2到12小时。8.按照权利要求1或7所述的方法，其特征在于：所述的活化温度为800到1200℃,时间0.2到12小时。9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的炭小球的比表面积在80到2500m2/g。10.一种权利要求1‑9任一所述的方法制备获得的弱碱性离子交换树脂基炭小球。2CN114620721A说明书1/3页一种弱碱性离子交换树脂基炭小球的制备方法技术领域[0001]本发明属于多孔炭材料制备领域，具体涉及一种弱碱性离子交换树脂基炭小球的制备方法。背景技术[0002]多孔炭小球具有表面光滑，粒径可控，流体阻力小等优点，被广泛用于色谱填料，血液净化和催化剂载体等各个领域。目前从离子交换树脂制备炭小球的过程中均经过预先交联，热解和活化过程。离子交换树脂中高分子本身有一定的交联度，但在炭化的过程中，大部分的离子交换树脂交联度不够高，容易在后面热解的过程中发生形变与粘连，所以需要将离子交换树脂预先交联，以提高骨架的稳定性和碳收率。[0003]申请号为CN03178571.9专利中给出以球形树脂为原料，经过二氯乙烷溶胀、浓硫酸深度磺化、梯度浓度酸洗涤，再经高温炭化和水蒸气活化制备球状活性炭。申请号为CN200410064533.2专利中是以苯乙烯和二乙烯苯共聚大孔型珠体为原料，经过氯甲基化和改性的傅氏反应等预处理过程稳定化、再经炭化和活化，得到树脂基球形活性炭。申请号为CN200710000074.5专利中是将热固性树脂球在含氧气氛中、氧化性的酸、SO2或SO3气的气氛中进行长时间高温氧化预处理，再在惰性气氛中碳化处理后，在水蒸气的活化气氛下进行活化处理制备球状活性炭。[0004]在本发明中利用多卤代烃为交联剂，通过多卤代烃和弱碱性离子交换树脂中的胺基反应，增加骨架交联度和强度，然后再经炭化和活化过程，得到多孔炭小球。本发明中交联反应条件温和，避免强酸性或者长时间高温氧化预处理条件，对反应器耐腐蚀要求低，环境友好，炭材料收率高，在催化和吸附分离领域具有广阔的应用前景。发明内容[0005]本发明的目的在于提供一种利用弱碱性离子交换树脂制备多孔炭小球的方法