一種接枝聚丙烯無紡布基離子交換材料的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于復合材料技術領域，具體涉及一種接枝聚丙烯無紡布基離子交換材料 的制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著人們環保意識的提高以及社會上諸多方面的壓力，工農業廢水的處理特別是 重金屬離子的處理問題變得日漸突出；作為我國獨有的離子型稀土礦種，其高含量稀土離 子礦冶廢水排放，更造成了寶貴資源的大量流失。由于傳統的重金屬處理方法如電解、膜分 離及化學沉淀等方法都存在技術或經濟問題，因此限制了其應用領域。為解決這一難題，科 研工作者把更多的目光投向易于工業化的高性能離子交換材料研宄。
[0003] 工業化的應用中，中小型企業的廢水量往往達到幾百噸甚至上萬噸。為保證大量 廢水的有效處理，這就要求離子交換材料不僅要具備吸附容量高，強度好等優點，而且要有 快速吸附即交換速度快、過柱阻力小兩個必備性能。樹脂微球基本上能滿足這些條件，但其 吸附容量低、難脫吸附，解析液易造成二次污染。近年，纖維表面接枝改性的研宄很多，由 于其有比表面積大，交換容量大、交換速率快、容易解析等優點，在重金屬處理等相關領域 有望成為替代傳統樹脂材料。而纖維基材比較柔軟，填充到吸附柱后，由于接枝單體的吸水 作用，在水流通過時，有很大的水流阻力，不能實現日處理量的要求，而聚丙烯無紡布，具有 工業應用形態佳、比表面積大、表觀孔徑和孔隙率大、強力高、彈性好、耐腐蝕及強度好等優 點，并且其原料丙烯來源豐富，生產成本較低。但聚丙烯分子結構中沒有能進行離子交換的 官能團，且結晶度高，所以在廢水處理方面受到限制。因此需對聚丙烯無紡布進行表面接枝 改性，以其完美的工業應用形態和其固有的特點，實現纖維類離子交換材料的工業化應用。
[0004] 聚合物接枝改性的方法有很多，主要有化學接枝、高能輻射接枝、等離子接枝和光 化學接枝等。化學接枝雖設備簡單，但反應一旦進行，極易發生均聚且反應條件不易控制。 高能輻射和等離子體接枝反應比較迅速，接枝范圍可以控制，但對接枝的條件和設備要求 較高，且對基材本體有傷害。以上接枝方法雖能實現接枝目的，但都有接枝率低、接枝成本 高、單體的利用率低、不易實現大規模的生產的通病。相對而言，光化學接枝更易實現接枝 目的，其原理是通過紫外光照射技術，在光敏劑的作用下，將含有活性基團的大分子通過化 學鍵合的方式固定（接枝）在基材表面而可長期實現材料的改性性能。
【發明內容】
[0005] 本發明目的在于克服現有技術的不足，提供一種制備工藝簡單、吸附容量大、可重 復使用的離子交換材料的制備方法。
[0006] 一種接枝聚丙烯無紡布基離子交換材料的制備方法，包括如下步驟：
[0007] 1)將聚丙烯無紡布用沸水洗滌、丙酮抽提，放入光敏劑溶液中，避光浸泡至揮發 分完全揮發，烘干；其中光敏劑溶液為二苯甲酮溶于易揮發有機溶劑制得，濃度為0. 3? 1. Owt % ；
[0008] 2)將上步所得聚丙烯無紡布浸沒在接枝液，在紫外光照射下進行接枝反應，反應 完成后沸水洗滌、丙酮抽提，烘干得到接枝聚丙烯無紡布離子交換材料；其中接枝液為丙烯 酸水溶液，濃度為2. 5?30wt %。
[0009] 按上述方案，所述的易揮發有機溶劑為乙醇、甲醇、異丙醇或丙酮。
[0010] 本發明二苯甲酮引發接枝機理如下：
【主權項】
1. 一種接枝聚丙稀無紡布基離子交換材料的制備方法，包括如下步驟： 1) 將聚丙烯無紡布用沸水洗滌、丙酮抽提，放入光敏劑溶液中，避光浸泡至揮發分完全 揮發，烘干；其中光敏劑溶液為二苯甲酮溶于易揮發有機溶劑制得，濃度為0. 3?1. Owt% ; 2) 將上步所得聚丙烯無紡布浸沒在接枝液，在紫外光照射下進行接枝反應，反應完成 后沸水洗滌、丙酮抽提，烘干得到接枝聚丙烯無紡布離子交換材料；其中接枝液為丙烯酸水 溶液，濃度為2.5?30wt%。
2. 如權利要求1所述接枝聚丙烯無紡布基離子交換材料的制備方法，其特征在于所述 的易揮發有機溶劑為乙醇、甲醇、異丙醇或丙酮。
【專利摘要】本發明公開了一種接枝聚丙烯無紡布基離子交換材料的制備方法。過程如下，將聚丙烯無紡布用沸水洗滌、丙酮抽提，放入光敏劑溶液中，避光浸泡至揮發分完全揮發，烘干；其中光敏劑溶液為二苯甲酮溶于易揮發有機溶劑制得；將上步所得聚丙烯無紡布浸沒在接枝液，在紫外光照射下進行接枝反應，反應完成后沸水洗滌、丙酮抽提，烘干得到接枝聚丙烯無紡布離子交換材料；其中接枝液為丙烯酸水溶液。利用常規的紫外光引發技術，采用先光敏劑負載后溶液接枝的方法，提高了接枝率；將具有官能團的丙烯酸單體通過鍵合的方式引入到聚丙烯無紡布基材；該制備方法工藝簡單，無需嚴格控制反應氛圍，而且該方法提高了光敏劑、接枝單體的利用率。
【IPC分類】D06M14-28, B01J20-30, B01J20-26
【公開號】CN104594037
【申請號】CN201410842871
【發明人】劉晨, 嚴春杰, 羅文君, 葛文, 李徐堅, 周森
【申請人】中國地質大學（武漢）
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月30日