一種含pH緩沖功能基的超高交聯(lián)吸附樹脂及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種吸附樹脂及其制備方法，尤其是涉及一種含pH緩沖功能基的超高交聯(lián)吸附樹脂及其制備方法。
【背景技術】
[0002]超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂是一類高效吸附樹脂，廣泛用于吸附分離中。隨著現(xiàn)代分離的迅速發(fā)展，超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹脂已廣泛運用于生物制品分離純化等領域。但是由于超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹脂在制備工藝上的局限性，樹脂制備之后內部仍會殘余一定量的氯甲基，樹脂中殘余的氯甲基會在周圍環(huán)境的水溶液中發(fā)生水解等反應，致使環(huán)境溶液的PH值下降至2.0以下，影響其使用。例如樹脂在運用于生物制品吸附分離時，環(huán)境溶液PH值的降低會造成生物制品的變性等現(xiàn)象的發(fā)生。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術不足，提供一種含pH緩沖功能基超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹脂及其制備方法，所得含PH緩沖功能基超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹脂在儲存及使用過程中，可維持吸附劑周圍環(huán)境溶液的pH值為3.5-9.0o
[0004]本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案是，
本發(fā)明之含PH緩沖功能基超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹脂，樹脂上連接有氨基和羧基兩種官能團；樹脂的氯含量為1.2%~6.0% ;氮含量為0.1-2.81% ;比表面積為300~1400m2/g。
[0005]所述含pH緩沖功能基超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹脂的制備方法包括以下步驟:取超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂，加入相當于超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂重量4-8倍的溶劑，溶脹12-26h (優(yōu)選18 - 24 h);再加入相當于超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂重量20~40%的催化劑和相當于超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂中殘余氯的物質的量(以摩爾數(shù)計)的2~6倍量的氨基酸，攪拌均勻，升溫至60-90°C (優(yōu)選65-85°C)，反應時間多3h，得超高交聯(lián)聚苯乙烯支載氨基酸吸附樹脂。
[0006]進一步，所述超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂為市售的超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂，樹脂的氯含量為1.5-8.0wt%，比表面積為300-1lOOmVgo
[0007]進一步，所述溶劑為水、無水乙醇中的至少一種；更優(yōu)選50%的乙醇水溶液；
進一步，所述催化劑為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鈣中的一種。
[0008]進一步，所述氨基酸為丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸、甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、賴氨酸、精氨酸、組氨酸、天冬氨酸或谷氨酸中的一種。
[0009]優(yōu)選甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸中的一種。
[0010]進一步，所述反應時間彡5小時，更優(yōu)選12-48小時。
[0011]本發(fā)明超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹脂親水性高，穩(wěn)定性好，對水溶液中游離的氫離子具有較好的結合能力，使用時，不會引起周圍環(huán)境溶液的PH值下降；而比表面積變化不大，吸附性能與原料樹脂的吸附性能相似，都表現(xiàn)出較好的吸附效果。
【具體實施方式】
[0012]以下結合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0013]本發(fā)明中，樹脂氯含量和氯的物質的量的檢測方法為Volhard法。
[0014]本發(fā)明中，樹脂氮含量的測定方法為通過PE-2400 (II )型元素分析儀進行測定。
[0015]本發(fā)明中，樹脂含水量的檢測按照國家標準GB5757-86離子樹脂含水量測定方法執(zhí)行。
[0016]本發(fā)明中，樹脂浸泡實驗具體實驗方法為:取部分干樹脂在蒸餾水中充分浸濕，靜置24h，待孔徑內氣體充分排出。取3ml濕樹脂置于可封口的樣品管中，同時加入3ml蒸餾水，搖勻。將樣品管至于陰涼處，放置30天。每天對以上樣品管進行搖晃一次，使其充分混合擴散均勻。浸泡完成之后用電子PH計測量水溶液的pH值。
[0017]實施例1
取氯含量為3.85wt%,比表面積為900m2/g的超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂45g到500mL三口反應瓶中，加入去離子水300mL，溶脹24h。加入15gNa2C0#P 14.5g甘氨酸，攪拌均勻，升溫至80°C，反應3h，得到超高交聯(lián)聚苯乙烯支載甘氨酸吸附樹脂。抽濾，用乙醇抽提12h。水洗至無乙醇氣味，用去離子水對樹脂過柱沖洗30個床體積，含水保存。
[0018]經(jīng)測定，本實施例之超高交聯(lián)聚苯乙烯支載甘氨酸吸附樹脂氯含量3.21wt% ;氮含量為0.25% ;含水量65.37wt%；比表面積為845m2/g。經(jīng)浸泡實驗后溶液的pH值為6.56。原料樹脂浸泡實驗后溶液PH值為1.86。
[0019]實施例2
取氯含量為3.84wt%,比表面積為890m2/g的超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂50g到500mL三口反應瓶中，加入去離子水280mL，溶脹24h。加入15gNa2C0#P 20g丙氨酸，攪拌均勻，升溫至80°C，反應48h，得到超高交聯(lián)聚苯乙烯支載丙氨酸吸附樹脂。
[0020]經(jīng)測定，本實施例之超高交聯(lián)聚苯乙烯支載丙氨酸吸附樹脂氯含量為1.85wt% ;氮含量為0.79% ;含水量67.38wt% ；比表面積為835m2/g。產物樹脂浸泡實驗后溶液的pH值為8.12。原料樹脂浸泡實驗后溶液pH值為1.89。
[0021]實施例3
取氯含量為4.5wt%,比表面積為1280m2/g的超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂50g到500mL三口反應瓶中，加入去離子水290mL，溶脹18h。加入15gK2C0#P 18.5g谷氨酸，攪拌均勻，升溫至80°C，反應3h，得超高交聯(lián)聚苯乙烯支載谷氨酸吸附樹脂。
[0022]經(jīng)測定，本實施例之超高交聯(lián)聚苯乙烯支載谷氨酸吸附樹脂氯含量為4.17wt% ；氮含量為0.13% ;含水量62.61wt%;比表面積為1210m2/g。產物樹脂浸泡實驗后溶液的pH值為5.94。原料樹脂浸泡實驗后溶液pH值為1.73。
[0023]實施例4
取氯含量為4.1wt %，比表面積為840m2/g的超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂45g到500mL三口反應瓶中，加入去離子水320mL，溶脹24h。加入15gNa2C0#P 22.5g蘇氨酸，攪拌均勻，升溫至85°C，反應5h，得超高交聯(lián)聚苯乙烯支載蘇氨酸吸附樹脂。
[0024]經(jīng)測定，本實施例之超高交聯(lián)聚苯乙烯支載蘇氨酸吸附樹脂氯含量為3.51wt% ;氮含量為0.23% ;含水量65.17wt% ;比表面積為813m2/g。產物樹脂浸泡實驗后溶液的pH值為7.69。原料樹脂浸泡實驗后溶液pH值為1.76。
[0025]實施例5
取氯含量為5.2wt%，比表面積為790m2/g的超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂48g到500mL三口反應瓶中，加入去離子水300mL，溶脹24h。加入15gNa2C0#P 31.5g苯丙氨酸，攪拌均勻，升溫至90°C，反應4h，得超高交聯(lián)聚苯乙烯支載苯丙氨酸吸附樹脂。
[0026]經(jīng)測定，本實施例之超高交聯(lián)聚苯乙烯支載苯丙氨酸吸附樹脂氯含量為
4.29wt% ;氮含量為0.36% ;含水量64.28wt% ；比表面積為773m2/g。產物樹脂浸泡實驗后溶液的PH值為7.31。原料樹脂浸泡實驗后溶液pH值為1.70。
[0027]實施例6
取氯含量為2.0wt%，比表面積為835m2/g的超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂45g到500mL三口反應瓶中，加入50%乙醇水溶液320mL，溶脹20h。加入16gK2C0#P 9g丙氨酸，攪拌均勻，升溫至65°C，反應12h，得超高交聯(lián)聚苯乙烯支載丙氨酸吸附樹脂。
[0028]經(jīng)測定，本實施例之超高交聯(lián)聚苯乙烯支載丙氨酸吸附樹脂氯含量為1.52wt% ;氮含量為0.19% ;含水量為65.37wt% ；比表面積為821m2/g。產物樹脂浸泡實驗后溶液的PH值為6.54。原料樹脂浸泡實驗后溶液pH值為1.75。
[0029]實施例7
取氯含量為7.53wt%,比表面積為767m2/g的超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂48g到500mL三口反應瓶中，加入無水乙醇300mL，溶脹16h。加入16gCaC0jP 33g賴氨酸，攪拌均勻，升溫至60°C，反應48h，得超高交聯(lián)聚苯乙烯支載賴氨酸吸附樹脂。
[0030]經(jīng)測定，本實施例之超高交聯(lián)聚苯乙烯支載賴氨酸吸附樹脂氯含量為3.57wt% ;氮含量為2.78% ;含水量68.28wt% ；比表面積為649m2/g。產物樹脂浸泡實驗后溶液的pH值為8.23。原料樹脂浸泡實驗后溶液pH值為1.70。
【主權項】
1.一種含pH緩沖功能基的超尚交聯(lián)吸附樹脂，其特征在于:樹脂上連接有氣基和幾基兩種官能團；樹脂的氯含量為1.2%~6.0% ;氮含量為0.1-2.81% ;比表面積為300~1400m2/g。
2.一種如權利要求1所述的含PH緩沖功能基超高交聯(lián)吸附樹脂的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 取超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂，加入相當于超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂重量4-8倍的溶劑，溶脹12-26h ;再加入相當于超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂重量20~40%的催化劑和相當于超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂中殘余氯的物質的量的2~6倍量的氨基酸，攪拌均勻，升溫至60-90°C，反應時間多3h，得超高交聯(lián)聚苯乙烯支載氨基酸吸附樹脂。
3.根據(jù)權利要求2所述的含pH緩沖功能基超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹脂的制備方法，其特征在于，加入催化劑和氨基酸后升溫至65-85 °C。
4.根據(jù)權利要求2所述的含pH緩沖功能基超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹脂的制備方法，其特征在于，所述超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂為市售的超高交聯(lián)聚苯乙烯樹脂，樹脂的氯含量為1.5-8.0wt%，比表面積為 300- 1400m2/go
5.根據(jù)權利要求2所述的含pH緩沖功能基超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹脂的制備方法，其特征在于，所述溶劑為水、無水乙醇中的至少一種。
6.根據(jù)權利要求5所述的含pH緩沖功能基超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹脂的制備方法，其特征在于，所述溶劑為50%的乙醇水溶液。
7.根據(jù)權利要求2所述的含pH緩沖功能基超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹脂的制備方法，其特征在于，所述催化劑為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鈣中的一種。
8.根據(jù)權利要求2所述的含pH緩沖功能基超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹脂的制備方法，其特征在于，所述氨基酸為丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸、甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、賴氨酸、精氨酸、組氨酸、天冬氨酸或谷氨酸中的一種。
9.根據(jù)權利要求2所述的含pH緩沖功能基超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹脂的制備方法，其特征在于，所述反應時間多5小時。
10.根據(jù)權利要求9所述的含pH緩沖功能基超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹脂的制備方法，其特征在于，所述反應時間為12-48小時。
【專利摘要】一種含pH緩沖功能基超高交聯(lián)吸附樹脂及其制備方法。該含pH緩沖功能基超高交聯(lián)吸附樹脂包含：樹脂上連接有氨基和羧基兩種官能團；其氯含量為1.5%~6.0%；氮含量為0.1~2.81%；比表面積為300~1400m2/g。本發(fā)明還包括所述含pH緩沖功能基超高交聯(lián)吸附樹脂的制備方法。本發(fā)明超高交聯(lián)聚苯乙烯吸附樹脂比表面積高，親水性強，穩(wěn)定性好，對水溶液中氫離子有一定的結合能力，使用時，不會引起周圍環(huán)境溶液pH值明顯下降；制備方法簡單。
【IPC分類】C08F12-08, C08F8-30
【公開號】CN104861094
【申請?zhí)枴緾N201510300832
【發(fā)明人】黃小貝, 鐘廣明, 宋青霞, 鐘世華, 徐滿才
【申請人】湖南師范大學
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年6月4日