离子交换树脂制造技术

本发明专利技术提供了一种离子交换树脂，由表面带有环氧基团或卤化基团的无孔苯乙烯-二乙烯基苯树脂和具有式(I)分子式的化合物反应得到。本发明专利技术提供的离子交换树脂上的环氧基团或卤化基团与具有式(I)分子式的化合物接枝反应得到的离子交换树脂的官能团，形成表面全覆盖的阴离子涂层的树脂，该树脂对于手性碳纳米管的分离具有高分辨率和回收率。实验结果表明，本发明专利技术的树脂对于手性碳纳米管的分离具有大于90％的回收率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分析
，尤其是涉及一种离子交换树脂。 
技术介绍
碳纳米管是人造的三维碳结晶，晶体有不同的直径和螺旋性。碳纳米管具有独特的机械、热、光学和电子性能。碳纳米管构成简单，是各种圆柱结构下共价连接的碳原子的六边形网状物。其中，单壁碳纳米管(SWNTs)的电子性能对几何结构上的微小差异非常敏感，因此形态上有微小差异的纳米管也可能表现出不同的能带隙，或接近金属，或接近半导体。尽管这些特性理论上是容易获得的，但是生产纳米管的所有方法得到的是半导体类型和金属性质类型的混合物。而上述可控性差限制了其在超微电子学(ultra-miniaturized electronics)和光电子学中的应用。 可以利用物理和化学的差异来分离金属管和半导体管，但通过手征指数，及螺旋性和直径对半导体管的进一步分离更困难，因为直径和螺旋性角度变化所引起的物理和/或化学的差异是肉眼很难察觉的，管长的差异可以成为物理分离方法的主要因素。因此，所有已知的制造纳米管的方法只能产生具有不同手性特征管的混合物。这对包括超小型电子设备和光电学在内的基础研究和应用造成一个巨大的障碍，因为在这些研究领域纳米管控制良好的电子性质是必须的。 现有技术已公开了众多DNA单壁碳纳米管(SWCNTs)的离子交换分离。如，郑博士及其合作者公开的DNA sequence motifs for structure-specific recognition and separation of carbon nanotube指出他们利用的是美国Biochroms公司(Lafayette,Indiana)的离子交换色谱柱。这些色谱柱是为DNA寡核苷酸分离所设计的，因此这些色谱柱对单壁碳纳米管(SWCNTs)的分离效果比较差。举例来说，尽管郑博士及其合作者可以观测到两个不同直径不同手性特征的管，(9,1)和(6,5)之间的析出时间上的不同，但是由于有限的分辨率他们从没有在一次分离过程中获取两种富集的馏分。对Biochroms公司的离子交换 色谱柱来说回收率也是一个大问题。经过计算，只有30％的注射原料从离子交换色谱柱中回收，剩余的70％被不可逆地吸附在色谱柱树脂上。这种色谱柱只能保持效率大约在20次左右的进样。所以这种离子交换色谱柱的寿命非常短。 
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种离子交换树脂，本专利技术提供的离子交换树脂制备得到的色谱柱进行手性碳纳米管的分离具有高回收率。 本专利技术提供了一种离子交换树脂，由表面带有环氧基团或卤化基团的无孔苯乙烯-二乙烯基苯树脂和具有式(I)分子式的化合物反应得到； HNR1R2式(I)； 其中，R1、R2分别独立的选自氢、C1～C15的烷基或C1～C15取代烷基，所述取代烷基的取代基选自C6～C12芳基、羟基、C1～C8烷胺基或含有3～8个环原子的杂环基；所述R1、R2中至多有一个为H。。 优选的，所述R1、R2分别独立的选自氢、C1～C13的烷基或C1～C13取代烷基，所述取代烷基的取代基选自C6～C12芳基、羟基、C2～C8烷胺基或含有4～6个环原子的杂环基；所述R1、R2中至多有一个为H。，所述杂环基选自氮杂环和/或氧杂环。 优选的，所述式(I)分子式的化合物选自二乙胺、二丁胺、二正己胺、辛胺、4-苯基丁胺、乙醇胺、二乙醇胺、2-(乙氨基)乙醇、N,N-二乙基乙二胺、三羟甲基甲胺、3-(二乙基氨基)丙胺、N,N-二甲基亚二丙基三胺、N-(3'-丙胺基)-2-吡咯烷酮、N-甲基-2-(2-吡啶基)乙胺、吗啉、4-(2-氨基乙基)吗啉、哌啶和1-(2-氨基乙基)哌啶中的一种或几种。 本专利技术提供了一种离子交换树脂的制备方法，包括： 表面带有环氧基团或卤化基团的无孔苯乙烯-二乙烯基苯树脂和具有式(I)分子式的化合物在溶剂中反应得到； HNR1R2式(I)； 其中，R1、R2分别独立的选自氢、C1～C15的烷基或C1～C15取代烷基，所述取代烷基的取代基选自C6～C12芳基、羟基、C1～C8烷胺基或含有3～8个环原子的杂环基；所述R1、R2中至多有一个为H。。 优选的，所述反应温度为0℃～100℃，所述反应时间为0.1～48h。 优选的，所述表面带有环氧基团的无孔苯乙烯-二乙烯基苯树脂和具有式(I)分子式的化合物的质量比为(0.01～100)：1。 优选的，所述溶剂包括有机溶剂和水。 优选的，所述有机溶剂和水的体积比为(1～3)：(3～1)。 本专利技术提供了一种离子交换色谱柱，由上述权利所述的离子交换树脂或上述权利要求所述的离子交换树脂的制备方法制备得到的离子交换树脂制备得到。 本专利技术还提供了一种手性碳纳米管的分离方法，包括：使用上述权利要求所述的离子交换树脂、上述权利要所述的离子交换树脂的制备方法制备得到的离子交换树脂或上述权利要求所述的离子交换色谱柱进行分离。 与现有技术相比，本专利技术提供了一种离子交换树脂，由表面带有环氧基团或卤化基团的无孔苯乙烯-二乙烯基苯树脂和具有式(I)分子式的化合物反应得到。本专利技术提供的离子交换树脂上的环氧基团或卤化基团与具有式(I)分子式的化合物接枝反应得到的离子交换树脂的官能团，形成表面全覆盖的阴离子涂层的树脂，该树脂对于手性碳纳米管的分离具有高分辨率和回收率。实验结果表明，本专利技术的树脂对于手性碳纳米管的分离具有大于90％的回收率。 附图说明图1为本专利技术实施例5提供的色谱柱的DNA单壁碳纳米管(SWCNTs)的析出色谱图； 图2为本专利技术实施例7提供的DNA单壁碳纳米管复合物紫外－可见光谱图。 具体实施方式本专利技术提供了一种离子交换树脂，由表面带有环氧基团或卤化基团的无孔苯乙烯-二乙烯基苯树脂和具有式(I)分子式的化合物反应得到； HNR1R2式(I)； 其中，R1、R2分别独立的选自氢、C1～C15的烷基或C1～C15取代烷基，所述取代烷基的取代基选自C6～C12芳基、羟基、C1～C8烷胺基或含有3～8个环原子的杂环基；所述R1、R2中至多有一个为H。；优选的，所述R1、R2分别独立的选自氢、C1～C13的烷基或C1～C13取代烷基，所述取代烷基的取代基选自C6～C12芳基、羟基、C2～C8烷胺基或含有4～6个环原子的杂环基；所述R1、R2中至多有一个为H。，所述杂环基选自氮杂环和/或氧杂环。 更优选的，所述式(I)分子式的化合物选自二乙胺、二丁胺、二正己胺、辛胺、4-苯基丁胺、乙醇胺、二乙醇胺、2-(乙氨基)乙醇、N,N-二乙基乙二胺、三羟甲基甲胺、3-(二乙基氨基)丙胺、N,N-二甲基亚二丙基三胺、N-(3'-丙胺基)-2-吡咯烷酮、N-甲基-2-(2-吡啶基)乙胺、吗啉、4-(2-氨基乙基)吗啉、哌啶和1-(2-氨基乙基)哌啶中的一种或几种。 本专利技术对于所述表面带有环氧基团或卤化基团的无孔苯乙烯-二乙烯基苯树脂的来源不进行限制，所述卤化基团可以为氯或溴。优选为市售，如赛分科技有限公司，市售的环氧基团的无孔苯乙烯二乙烯基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子交换树脂，由表面带有环氧基团或卤化基团的无孔苯乙烯‑二乙烯基苯树脂和具有式(I)分子式的化合物反应得到； HNR1R2式(I)； 其中，R1、R2分别独立的选自氢、C1～C15的烷基或C1～C15取代烷基，所述取代烷基的取代基选自C6～C12芳基、羟基、C1～C8烷胺基或含有3～8个环原子的杂环基；所述R1、R2中至多有一个为H。

【技术特征摘要】
1.一种离子交换树脂，由表面带有环氧基团或卤化基团的无孔苯乙烯-二乙烯基苯树脂和具有式(I)分子式的化合物反应得到； 
HNR1R2式(I)； 
其中，R1、R2分别独立的选自氢、C1～C15的烷基或C1～C15取代烷基，所述取代烷基的取代基选自C6～C12芳基、羟基、C1～C8烷胺基或含有3～8个环原子的杂环基；所述R1、R2中至多有一个为H。
2.根据权利要求1所述的离子交换树脂，其特征在于，所述R1、R2分别独立的选自氢、C1～C13的烷基或C1～C13取代烷基，所述取代烷基的取代基选自C6～C12芳基、羟基、C2～C8烷胺基或含有4～6个环原子的杂环基；所述R1、R2中至多有一个为H。，所述杂环基选自氮杂环和/或氧杂环。 
3.根据权利要求1所述的离子交换树脂，其特征在于，所述式(I)分子式的化合物选自二乙胺、二丁胺、二正己胺、辛胺、4-苯基丁胺、乙醇胺、二乙醇胺、2-(乙氨基)乙醇、N,N-二乙基乙二胺、三羟甲基甲胺、3-(二乙基氨基)丙胺、N,N-二甲基亚二丙基三胺、N-(3'-丙胺基)-2-吡咯烷酮、N-甲基-2-(2-吡啶基)乙胺、吗啉、4-(2-氨基乙基)吗啉、哌啶和1-(2-氨基乙基)哌啶中的一种或几种。 
4.一种离子交换树脂的制备方法，包括： 
表面带有环氧基团或卤化基团的无孔苯乙烯-二乙烯基苯树脂和具有式(I)...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄学英，杨克，
申请(专利权)人：苏州赛分科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32