1.一种含氮杂环两性树脂,其特征在于,所述含氮杂环两性树脂由三种及以上含单乙烯基的单体通过悬浮聚合得到含氮杂环双酯树脂,再经过碱性水解得到含氮杂环两性树脂;
所述含氮杂环双酯树脂的结构式如下:
其中:R1每次出现时分别独立地表示为
中的任一种;R2每次出现时分别独立地表示为 中
的任一种;R3每次出现时分别独立地表示为 中
的任一种;R为H或CH3;
所述含氮杂环两性树脂的制备方法,包括如下步骤:
(1)将油相混合物与水相溶液混合后,经悬浮聚合,水洗后,提取致孔剂,干燥,制得含氮杂环双酯树脂;
(2)向步骤(1)制备的含氮杂环双酯树脂中依次加入乙醇与NaOH溶液,搅拌,水解反应后,水洗至中性,得到含氮杂环两性树脂;
步骤(1)中,所述油相混合物由含单乙烯基的单体、交联剂、致孔剂和引发剂组成;含单乙烯基的单体、交联剂、致孔剂与引发剂的质量比为(1~3):(0.1~0.4):(0.5~2):(0.01~0.05);
所述含乙烯基的单体包括含氮杂环的乙烯基单体、乙烯基酸酯和乙烯基酯,含氮杂环的乙烯基单体、乙烯基酸酯与乙烯基酯的质量比为(2~3):(2~3):1;含氮杂环的乙烯基单体为乙烯基吡啶、乙烯基咪唑、乙烯基哌啶、乙烯基吲哚中的一种或多种;乙烯基酸酯为丙烯酸酯、丁烯酸酯、戊烯酸酯中的一种或多种;乙烯基酯为乙烯酯、丙烯酯、丁烯酯中的一种或多种;所述交联剂为二乙烯苯;所述致孔剂由甲苯和正庚烷组成,甲苯与正庚烷的质量比为(5~1):1;所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的含氮杂环两性树脂,其特征在于,步骤(1)中,所述水相溶液由明胶溶液和NaCl溶液组成,明胶溶液与NaCl溶液的质量比为(5~1):1,水相溶液中明胶溶液的质量浓度为1~3%,NaCl溶液的质量浓度为3~5%。
3.根据权利要求1所述的含氮杂环两性树脂,其特征在于,步骤(1)中,所述油相混合物与水相溶液的质量比为1:(3~6)。
4.根据权利要求1所述的含氮杂环两性树脂,其特征在于,步骤(1)中,所述悬浮聚合的具体方法为:按质量比,将油相混合物加入水相溶液中,以150~180转/min搅拌的同时,以5~10℃/h升温至70~80℃后,恒温反应6~9h。
5.根据权利要求1所述的含氮杂环两性树脂,其特征在于,步骤(1)中,所述水洗是用70~80℃的水洗涤5~10次;所述提取致孔剂是在索式提取器中进行,所用的试剂为甲醇、丙酮中的一种或多种,体积为50~300mL;所述干燥的温度为50~60℃,时间为0.5~2h。
6.根据权利要求1所述的含氮杂环两性树脂,其特征在于,步骤(2)中,所述乙醇为无水乙醇,体积为30~60mL;所述NaOH溶液的质量浓度为5~40%,体积为60~120mL;所述搅拌的速度为130~150转/min,时间为0.5~1h;所述水解的时间为8~12h,温度为60~80℃。
7.一种用权利要求1所述的含氮杂环两性树脂分离小分子有机酸的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:(1)将所述的含氮杂环两性树脂按照(8~15):1的高径比装入吸附柱;
(2)用超滤法去除小分子有机酸发酵液中的固形颗粒及大分子杂质,得到预处理后的小分子有机酸发酵液;
(3)将步骤(2)预处理后的小分子有机酸发酵液,以6~12BV/h的流速通入吸附柱,待树脂吸附饱和后,以8~16BV/h水洗吸附柱1~3h,收集洗脱后的溶液,即为小分子有机酸溶液。