一種用于重金屬離子吸附的負(fù)載型樹脂的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于重金屬離子吸附的高分子材料改性吸附樹脂制備方法。本發(fā)明的制備過程包括：三聚氰胺甲醛羥基化、樹脂的負(fù)載聚合。本發(fā)明原材料來源廣泛，制備步驟簡單，反應(yīng)條件溫和，易于進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，同時(shí)本發(fā)明制備的負(fù)載型樹脂對(duì)部分重金屬離子的一次吸附率達(dá)到99%。
【專利說明】一種用于重金屬離子吸附的負(fù)載型樹脂的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于重金屬離子吸附的高分子材料改性 吸附樹脂制備方法及其吸附性能。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中大量排放重金屬廢水(含有銅、鎘、鉻、鎳、鋅等 重金屬離子)，對(duì)我們的水環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害。水體中的重金屬離子通過食物鏈，在人 體內(nèi)累積，對(duì)人體傷害極大，因此如何高效快速的去除廢水中的重金屬離子顯得尤為重 要。
[0003] 目前重金屬廢水處理最常用的方法有化學(xué)沉淀法、電化學(xué)法、離子交換法等。化 學(xué)沉淀法雖然能處理重金屬廢水，但其高額的成本以及二次污染使其很難大面積應(yīng)用，例 如：氫氧化物沉淀法，會(huì)產(chǎn)生含重金屬污泥，導(dǎo)致二次污染，增加成本；若廢水中重金屬 離子是以絡(luò)合形式存在，則很可能導(dǎo)致廢水中重金屬離子超標(biāo)，還需再一步處理；在含有 硫酸根的酸性廢水中，會(huì)產(chǎn)生大量的硫酸鈣廢渣。電化學(xué)法單位槽體處理量小，電流效率 低，因而在實(shí)踐中很難取得突破，即使增大維級(jí)，效率提高也并不明顯，而且能耗太高，性價(jià) 比太低。離子交換法雖然去除效果較好，但是一套20t/h的機(jī)組投資在50萬左右，還需后 續(xù)投入，成本比電化學(xué)法還要再高百分之五十，所以其只適合于貴金屬，不太適合處理重金 屬廢水。各種各樣的問題局限了現(xiàn)有技術(shù)的推廣及應(yīng)用，因此吸附法以其優(yōu)良的性能逐漸 走入人們的視野?，F(xiàn)有的吸附劑存在吸附率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且合成困難、使用繁瑣、成本高等 缺點(diǎn)，本發(fā)明很好的解決了以上問題。
[0004] 本發(fā)明在現(xiàn)有吸附劑的基礎(chǔ)上合成了一種新型吸附劑。原位聚合，性能穩(wěn)定，不會(huì) 出現(xiàn)裹附、脫落；用氨水易洗脫，易重復(fù)利用；樹脂有獨(dú)特的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，多配位點(diǎn)捕獲金屬 離子，吸附性能好；主要原材料三聚氰胺、甲醛、碳酸鈉等來源廣泛，價(jià)格低廉，生產(chǎn)成本低； 操作步驟簡單，反應(yīng)條件溫和，能耗低；對(duì)重金屬離子銅、鉛、鋅、鐵、鈷、鎳、錳、鎘、鎢、鉬、 金、銀等均有良好的去除效果，尤其是銅、鉛吸附率高達(dá)95%。利用該吸附劑吸附處理流程不 會(huì)產(chǎn)生二次污染。樹脂結(jié)構(gòu)如下式：

【權(quán)利要求】
1. 該發(fā)明涉及一種用于重金屬離子吸附的負(fù)載型樹脂的制備，該樹脂可以吸附銅、鉛、 鋅、鐵、鈷、鎳、猛、鎘、鶴、鉬、金、銀等重金屬離子； 其制備步驟如下： (1) 甲醛水溶液中加入三聚氰胺進(jìn)行羥基化反應(yīng)； (2) 加入載體進(jìn)行原位聚合并負(fù)載。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于重金屬離子吸附的負(fù)載型樹脂的制備，其特征在 于：步驟（1)中羥基化反應(yīng)溫度為50-100°C，優(yōu)選的溫度是60-80°C，最佳反應(yīng)溫度為 70。。。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于重金屬離子吸附的負(fù)載型樹脂的制備，其特征在 于：步驟（1)中羥基化反應(yīng)控制溶液的pH為6-12,優(yōu)選的pH為8-10,最佳反應(yīng)pH為9。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于重金屬離子吸附的負(fù)載型樹脂的制備，其特征在 于：三聚氰胺的用量為甲醛質(zhì)量的2-8倍時(shí)產(chǎn)率能達(dá)100%，其最佳比例為5:1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于重金屬離子吸附的負(fù)載型樹脂的制備，其特征在 于：反應(yīng)過程中分批加入三聚氰胺，優(yōu)選的三聚氰胺的添加次數(shù)為2-5次，添加間隔時(shí)間為 3-10分鐘，最佳條件為分四次加入，每批間隔五分鐘。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于重金屬離子吸附的負(fù)載型樹脂的制備，其特征在 于：步驟（2)中反應(yīng)溫度為50-100°C，優(yōu)選溫度70-90°C，80°C效果最佳；反應(yīng)的pH值控制 在4-7之間，最佳條件為pH=5 ;反應(yīng)時(shí)間為l-4h，最佳條件為反應(yīng)2h。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于重金屬離子吸附的負(fù)載型樹脂的制備，其特征在 于：步驟（2)中所用的載體的類型為二氧化鈦、二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化鋯中的一種 或者幾種的混合物。
8. 樹脂與載體的質(zhì)量比為5:1~1:5,最佳條件為二氧化鈦?zhàn)鳛檩d體，質(zhì)量比為5:1。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于重金屬離子吸附的負(fù)載型樹脂的制備，其特征在 于：新型吸附樹脂既可以先聚合再負(fù)載，也可以直接在載體上進(jìn)行原位聚合，優(yōu)選原位聚 合。
【文檔編號(hào)】B01J20/30GK104511274SQ201410295977
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】崔玉, 黨慶毅, 孫國新 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)