專利背景
在世界範圍內,水體中的
重金屬的污染日益嚴重,也引起了越來越多的關注與研究。截至2011年7月,無機納米吸附劑水合氧化鐵(HFO)和水合氧化錳(HMO)一直被認為是兩種很好的重金屬吸附劑。HFO具有特殊的兩性吸附能力,也就是說,它既能吸附帶正電荷的陽離子,又能吸附帶負電荷的陰離子,其中對砷、銻有尤其出色的吸附能力,中國國內外已有大量的相關文獻報導。HMO的相關研究也早在1973年便展開,顆粒HMO具有較大比表面積,活性高,吸附容量大,對鉛、鎘、鋅等重金屬具有很好的吸附效果。但是,無論是顆粒HFO還是顆粒HMO,在實際套用過程中都存在很多問題。它們的顆粒極細,直接套用於柱吸附等流態系統中將引起很大壓降,套用於靜態吸附系統則難易有效分離,而且受到顆粒內擴散影響,其吸附動力學性能也不夠理想。再其次,由於納米顆粒活性高,其熱力學不穩定,在實際套用中還會發生較為嚴重的團聚現象,從而影響其吸附性能。
近十幾年(截至2011年7月)來,使用聚合物支撐納米無機金屬功能劑製備複合吸附劑的理念逐漸形成,可以有效地解決上述問題。常用的載體主要有
樹脂、
活性炭、硅藻土、沸石、
纖維、
膨潤土等,都取得了比較不錯的效果,但是仍然存在著可以改進的方面。
南京大學潘丙才教授課題組(專利號:ZL2005100951775;ZL20061004136654)以納米孔結構的聚合物作為載體,通過內表面沉積技術將納米氧化鐵、氧化錳顆粒固載於聚合物載體的納米孔道內,研製成功系列有機-無機納米複合吸附劑,成功解決了水體中微量重金屬、砷、硒等多種污染物的深度淨化難題。這種納米複合吸附劑既解決了納米氧化物顆粒直接套用於流態系統時壓頭損失大、分離困難的問題;同時又巧妙地利用了聚合物載體表面固定化荷電基團產生的Donnan膜強化傳質效應,大大強化了對目標污染物的吸附選擇性,提高了納米複合吸附劑的工作吸附量。
通常,這些作為載體的聚合物的納米孔道尺寸往往較大(一般孔徑幾十至幾百納米),如此大的孔道使得載體的納米尺寸效應不夠明顯,納米無機顆粒被載入後的尺寸略小於孔道尺寸,粒逕往往也達到幾十乃至百餘納米。這使得納米無機顆粒的納米尺寸效應不明顯,吸附反應活性偏弱,吸附量偏小,動力學性能不夠理想,對目標污染物的吸附選擇性偏低。相關研究顯示,無機功能顆粒粒徑越小,其納米效應越明顯,反應活性越強,吸附容量越大,動力學性能越好,對目標污染物吸附選擇性越高。
發明內容
專利目的
針對2011年7月前的納米複合吸附劑中無機納米顆粒顆粒偏大、活性偏低、動力學性能不佳、選擇性不高以及結構與性能單一等缺點,《一種調控納米複合吸附劑結構與性能的方法》的目的是提供一種調控納米複合吸附劑結構與性能的方法,可控地製備符合實際需求的納米複合吸附劑,以套用於地表水、地下水或工業廢水、生活污水以及其他水中砷、銻、鉛和鎘等重金屬的深度處理。
技術方案
《一種調控納米複合吸附劑結構與性能的方法》原理:先通過樹脂後交聯法可調控地製備得到不同交聯度的樹脂,其交聯度為8%-60%,平均孔徑為10納米-1納米,比表面積為50-1200平方米/克。將不同交聯度的樹脂作為載體,通過原位沉積的方法將納米水合氧化鐵/納米水合氧化錳固載,利用不同交聯度樹脂不同的納米孔結構調控無機納米顆粒的大小,從而製備得到具有不同結構與性能的納米複合吸附劑。其中無機納米顆粒的負載量分別以鐵或錳計質量百分比為3%-15%,粒徑0.5-8納米的比例大於95%。
《一種調控納米複合吸附劑結構與性能的方法》的技術方案如下:
一種調控納米複合吸附劑結構和性能的方法,其步驟是:
1)選取納米孔氯甲基化苯乙烯-二乙烯基苯球體為載體材料;
2)將氯球、硝基苯和ZnCl2以一定比例混合,邊攪拌邊在油浴鍋中緩慢加熱,當達到一定溫度時,保持恆溫,待三者混合物反應一定的時間;
3)反應完成後讓樹脂自然冷卻,取出後用大量乙醇和水沖洗至中性,並用乙醇進行抽提;
4)抽提後的樹脂在60℃下烘乾,得到具有不同交聯度的樹脂A;
5)選擇合適的納米無機功能劑B;
6)以樹脂吸附劑A為載體,通過原位沉澱法將納米無機功能劑B固載,得到納米複合吸附劑。
步驟(2)中的後交聯反應過程,氯球與硝基苯的質量體積比範圍為1:5-1:10,氯球與ZnCl2的質量比範圍為2:1-10:1,反應溫度範圍為90-200℃,反應時間範圍為1-8h,可以通過不同的氯球、硝基苯和ZnCl2的比例以及不同的反應溫度和反應時間來調控得到所需的交聯度;步驟(5)中無機金屬納米功能劑的選擇依據是根據所針對的目標污染物來選擇,無機金屬納米功能劑為納米水合氧化鐵、納米水合氧化錳。
固定其他反應條件時,隨著氯球與硝基苯的質量體積比增大交聯度將減小,例如固定氯球與ZnCl2的質量比為3:1,反應溫度為150℃,反應時間為8小時,當氯球與硝基苯的質量體積比為1:10時,交聯度為60%,1:7時,交聯度為45%,1:5時,交聯度為30%。固定其他反應條件時,隨著氯球與ZnCl2的質量比增大交聯度將減小,例如固定氯球與硝基苯的質量體積比為1:10,反應溫度為150℃,反應時間為8小時,當氯球與ZnCl2的質量比為2:1時,交聯度為60%,4:1時,交聯度為50%,10:1時,交聯度為40%。固定其他反應條件時,隨著反應溫度的升高交聯度將增大,例如固定氯球與硝基苯的質量體積比為1:10,氯球與ZnCl2的質量比為3:1,反應時間為8小時,當反應溫度為150℃時,交聯度為60%,120℃時,交聯度為40%,90℃時,交聯度為30%。固定其他反應條件時,隨著反應時間的加長交聯度將增大,例如固定氯球與硝基苯的質量體積比為1:10,氯球與ZnCl2的質量比為3:1,反應溫度150℃,當反應時間為8小時時,交聯度為60%,5小時時,交聯度為50%,1小時時,交聯度為20%。
可調控交聯度的聚合物載體的交聯度範圍為8%-60%,平均孔徑為1-10納米,這部分納米孔體積(即孔容)占有機骨架所有孔總體積的比例≥90%;
步驟(6)中原位沉澱法具體為:若無機功能劑B為納米水合氧化鐵,則先將樹脂A與FeCl3溶液(0.5-2摩爾/升)混合攪拌24小時,過濾後再與0.5-2摩爾/升NaOH溶液混合攪拌24小時,過濾後用大量水沖洗至中性,60℃烘乾,得到載HFO納米複合吸附劑;
步驟(6)中原位沉澱法具體為:若無機功能劑B為納米水合氧化錳,則先將樹脂A與MnSO4溶液(0.5-2摩爾/升)混合攪拌24小時,過濾後再與0.5-2摩爾/升NaClO溶液混合攪拌24小時,過濾後用大量水沖洗至中性,60℃烘乾,得到載HMO納米複合吸附劑。
有益效果
《一種調控納米複合吸附劑結構與性能的方法》提供了一種調控納米複合吸附劑結構與性能的方法。與2011年7月前的製備方法相比,其優勢主要有:
(1)本方法可以通過可控的樹脂後交聯法製備具有不同納米孔結構的載體,其平均孔徑主要集中於1-10納米,比表面積50-1200平方米/克;
(2)通過調控樹脂載體的孔結構,可間接調控無機納米顆粒的分布和大小;
(3)以不同交聯度樹脂為載體所製備得到的納米複合劑具有不同的結構與性能,可根據實際需求進行可調控的製備。
技術領域
《一種調控納米複合吸附劑結構與性能的方法》涉及一種調控納米複合吸附劑結構與性能的方法,更具體地說是一種調控納米孔聚苯乙烯球體載納米無機顆粒複合吸附劑的方法,該方法主要通過控制聚苯乙烯球體的交聯度來控制其內部結構,從而間接控制納米無機顆粒在載體內的分布和顆粒大小,從而實現納米複合吸附劑性能的調控。
權利要求
1.一種調控納米複合吸附劑結構與性能的方法,其步驟為:
1)選取納米孔氯甲基化聚苯乙烯-二乙烯基苯球體為載體材料;
2)將氯球、硝基苯和ZnCl2混合,邊攪拌邊在油浴鍋中緩慢加熱,當達到一定溫度時,保持恆溫,待三者混合反應;
3)反應完成後讓樹脂自然冷卻,取出後用大量乙醇和水沖洗至中性,並用乙醇進行抽提;
4)抽提後的樹脂在60℃下烘乾,得到具有不同交聯度的樹脂A;
5)選擇合適的納米無機功能顆粒B;
6)以樹脂吸附劑A為載體,通過原位沉澱法將納米無機功能顆粒B固載,得到納米複合吸附劑。
2.根據權利要求1所述的調控納米複合吸附劑結構與性能的方法,其特徵是,使用納米孔氯球為載體材料,通過原位沉積法固載吸附分離型納米功能顆粒;通過調控載體材料的孔結構可製備具有不同吸附容量和吸附速度的納米複合吸附劑,其中載體孔結構的調控方法是將氯球在溶脹劑和催化劑存在條件下加熱進行後交聯反應,通過控制反應體系物質組成比例、加熱方式及反應時間製備具有不同孔結構的聚合物載體。
3.根據權利要求2所述的調控納米複合吸附劑結構與性能的方法,其特徵是,步驟(2)反應過程中,氯球與硝基苯的質量體積比範圍為1:5-1:10,氯球與ZnCl2的質量比範圍為2:1-10:1,反應溫度範圍為90-200℃,反應時間範圍為1-8小時,可以通過不同的氯球、硝基苯和ZnCl2的比例以及不同的反應溫度和反應時間來調控得到所需的交聯度。
4.根據權利要求3所述的調控納米複合吸附劑結構與性能的方法,其特徵是,固定其他反應條件時,隨著氯球與硝基苯的質量體積比增大交聯度將減小。
5.根據權利要求3所述的調控納米複合吸附劑結構與性能的方法,其特徵是,固定其他反應條件時,隨著氯球與ZnCl2的質量比增大交聯度將減小。
6.根據權利要求3所述的調控納米複合吸附劑結構與性能的方法,其特徵是,固定其他反應條件時,隨著反應溫度的升高交聯度將增大。
7.根據權利要求3所述的調控納米複合吸附劑結構與性能的方法,其特徵是,固定其他反應條件時,隨著反應時間的加長交聯度將增大。
8.根據權利要求3所述的調控納米複合吸附劑結構與性能的方法,其特徵是,聚合物載體的交聯度範圍為8%-60%,平均孔徑為1-10納米,這部分納米孔體積即孔容占有機骨架所有孔總體積的比例≥90%。
9.根據權利要求2所述的調控納米複合吸附劑結構與性能的方法,其特徵是,吸附分離型納米功能顆粒的選擇依據是根據所針對的目標污染物來選擇。
10.根據權利要求1所述的調控納米複合吸附劑結構與性能的方法,其特徵是,製備得到的納米複合吸附劑可具有不同性能,其性能可通過調控聚合物載體的交聯度得到,當交聯度由8%增大到60%時:其吸附達到動力學平衡所需時間由120小時減小到15小時;吸附容量先隨交聯度增大呈線性增大,當交聯度達到50%後吸附容量略有減小,交聯度為60%時其吸附容量與45%交聯度時基本相同;吸附選擇性先隨交聯度增大而提高,當交聯度達到40%後吸附選擇性有所降低,交聯度為60%時其吸附選擇性與30%交聯度時相當。
實施方式
實施例1
有含As(III)模擬廢水(水體pH約為6,砷的濃度為5ppm,背景離子Cl、SO4、HCO3SiO3均為0ppm),分析發現砷初始濃度較高,不含背景離子,需要一種動力學快,吸附容量大的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此應選擇交聯度約為60%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至150℃,保持恆溫反應8小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為60%,比表面積為1200平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.5MFeCl32.5L和含20克NaOH的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的60%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化鐵的固載量(以Fe計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化鐵直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為1.2納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬As(III)微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為10000BV,出水砷的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,砷的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
BV:樹脂床體積。
實施例2
有含As(III)模擬廢水(水體pH約為6,砷的濃度為1ppm,背景離子Cl、SO4、HCO3SiO3均為500ppm),分析發現砷初始濃度適中,背景離子很高,需要一種吸附選擇性很好,同時動力學較快,吸附容量較大的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此應選擇交聯度約為40%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至120℃,保持恆溫反應6小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為40%,比表面積為600平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.5MFeCl32.5L和含20克NaOH的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的40%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化鐵的固載量(以Fe計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化鐵直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為2.5納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬As(III)微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為25000BV,出水砷的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,砷的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
實施例3
有含As(III)模擬廢水(水體pH約為6,砷的濃度為1ppm,背景離子Cl、SO4、HCO3SiO3均為50ppm),分析發現砷初始濃度適中,背景離子濃度較低,需要一種吸附容量大、動力學較快,且抗競爭性較好的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此選擇交聯度約為50%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至120℃,保持恆溫反應8小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為50%,比表面積為900平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.5MFeCl32.5L和含20克NaOH的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的50%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化鐵的固載量(以Fe計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化鐵直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為2.0納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬As(III)微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為32000BV,出水砷的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,砷的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
實施例4
有含As(III)模擬廢水(水體pH約為6,砷的濃度為1ppm,背景離子Cl、SO4、HCO3SiO3均為0ppm),分析發現砷初始濃度適中,不含背景離子,需要一種動力學快,吸附容量大的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此應選擇交聯度約為60%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至150℃,保持恆溫反應8小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為60%,比表面積為1200平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.5MFeCl32.5L和含20克NaOH的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的60%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化鐵的固載量(以Fe計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化鐵直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為1.2納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬As(III)微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為40000BV,出水砷的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,砷的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
BV:樹脂床體積。
實施例5
有含As(III)模擬廢水(水體pH約為6,砷的濃度為0.2ppm,背景離子Cl、SO4、HCO3SiO3均為500ppm),分析發現砷初始濃度較低,背景離子相對很高,需要一種吸附選擇性很好,同時動力學較快,吸附容量較大的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此應選擇交聯度約為40%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至120℃,保持恆溫反應6小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為40%,比表面積為600平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.5MFeCl32.5L和含20克NaOH的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的40%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化鐵的固載量(以Fe計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化鐵直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為2.5納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬As(III)微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為45000BV,出水砷的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,砷的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
實施例6
有含As(III)模擬廢水(水體pH約為6,砷的濃度為1ppm,背景離子Cl、SO4、HCO3SiO3均為50ppm),分析發現砷初始濃度適中,背景離子濃度較低,需要一種吸附容量大、動力學較快,且抗競爭性較好的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此選擇交聯度約為50%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、200毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至150℃,保持恆溫反應8小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為46%,比表面積為800平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.5MFeCl32.5L和含20克NaOH的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的46%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化鐵的固載量(以Fe計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化鐵直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為1.8納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬As(III)微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為34000BV,出水砷的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,砷的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
BV:樹脂床體積。
實施例7
有含As(III)模擬廢水(水體pH約為6,砷的濃度為1ppm,背景離子Cl、SO4、HCO3SiO3均為50ppm),分析發現砷初始濃度適中,背景離子濃度較低,需要一種吸附容量大、動力學較快,且抗競爭性較好的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此選擇交聯度約為50%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、200毫升硝基苯與5克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至150℃,保持恆溫反應8小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為50%,比表面積為900平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.5MFeCl32.5L和含20克NaOH的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的50%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化鐵的固載量(以Fe計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化鐵直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為2.0納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬As(III)微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為32000BV,出水砷的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,砷的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
BV:樹脂床體積。
實施例8
有含Sb(III)模擬廢水(水體pH約為6,銻的濃度為5ppm,背景離子Cl、SO4、HCO3SiO3均為0ppm),分析發現銻初始濃度較高,不含背景離子,需要一種動力學快,吸附容量大的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此應選擇交聯度約為60%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至150℃,保持恆溫反應8小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為60%,比表面積為1200平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.5MFeCl32.5L和含20克NaOH的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的60%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化鐵的固載量(以Fe計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化鐵直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為1.2納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬Sb(III)微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為8000BV,出水銻的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,銻的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
BV:樹脂床體積。
實施例9
有含Sb(III)模擬廢水(水體pH約為6,銻的濃度為1ppm,背景離子Cl、SO4、HCO3SiO3均為500ppm),分析發現銻初始濃度適中,背景離子很高,需要一種吸附選擇性很好,同時動力學較快,吸附容量較大的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此應選擇交聯度約為40%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至120℃,保持恆溫反應6小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為40%,比表面積為600平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.5MFeCl32.5L和含20克NaOH的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的40%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化鐵的固載量(以Fe計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化鐵直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為2.5納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬Sb(III)微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為20000BV,出水銻的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,銻的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
實施例10
有含Sb(III)模擬廢水(水體pH約為6,銻的濃度為1ppm,背景離子Cl、SO4、HCO3SiO3均為50ppm),分析發現銻初始濃度適中,背景離子濃度較低,需要一種吸附容量大、動力學較快,且抗競爭性較好的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此選擇交聯度約為50%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至120℃,保持恆溫反應8小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為50%,比表面積為900平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.5MFeCl32.5L和含20克NaOH的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的50%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化鐵的固載量(以Fe計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化鐵直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為2.0納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬Sb(III)微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為28000BV,出水銻的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,銻的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
實施例11
有含Sb(III)模擬廢水(水體pH約為6,銻的濃度為1ppm,背景離子Cl、SO4、HCO3SiO3均為0ppm),分析發現銻初始濃度適中,不含背景離子,需要一種動力學快,吸附容量大的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此應選擇交聯度約為60%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至150℃,保持恆溫反應8小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為60%,比表面積為1200平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.5MFeCl32.5L和含20克NaOH的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的60%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化鐵的固載量(以Fe計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化鐵直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為1.2納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬Sb(III)微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為35000BV,出水銻的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,銻的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
BV:樹脂床體積。
實施例12
有含Sb(III)模擬廢水(水體pH約為6,銻的濃度為0.2ppm,背景離子Cl、SO4、HCO3SiO3均為500ppm),分析發現銻初始濃度較低,背景離子相對很高,需要一種吸附選擇性很好,同時動力學較快,吸附容量較大的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此應選擇交聯度約為40%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至120℃,保持恆溫反應6小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為40%,比表面積為600平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.5MFeCl32.5L和含20克NaOH的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的40%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化鐵的固載量(以Fe計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化鐵直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為2.5納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬Sb(III)微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為40000BV,出水銻的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,銻的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
實施例13
有含Sb(III)模擬廢水(水體pH約為6,銻的濃度為1ppm,背景離子Cl、SO4、HCO3SiO3均為50ppm),分析發現銻初始濃度適中,背景離子濃度較低,需要一種吸附容量大、動力學較快,且抗競爭性較好的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此選擇交聯度約為50%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、200毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至120℃,保持恆溫反應8小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為46%,比表面積為800平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.5MFeCl32.5升和含20克NaOH的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的46%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化鐵的固載量(以Fe計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化鐵直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為1.8納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬Sb(III)微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為30000BV,出水銻的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,銻的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
實施例14
有含Sb(III)模擬廢水(水體pH約為6,銻的濃度為1ppm,背景離子Cl、SO4、HCO3SiO3均為50ppm),分析發現銻初始濃度適中,背景離子濃度較低,需要一種吸附容量大、動力學較快,且抗競爭性較好的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此選擇交聯度約為50%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、200毫升硝基苯與5克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至150℃,保持恆溫反應8小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為50%,比表面積為900平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.5MFeCl32.5L和含20克NaOH的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的46%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化鐵的固載量(以Fe計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化鐵直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為2.0納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬Sb(III)微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為20000BV,出水銻的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,銻的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
實施例15
有含Pb模擬廢水(水體pH約為6,鉛的濃度為10ppm,背景離子Ca、M克、Na均為0ppm),分析發現鉛初始濃度較高,不含背景離子,需要一種動力學快,吸附容量大的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此應選擇交聯度約為60%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至150℃,保持恆溫反應8小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為60%,比表面積為1200平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.0MMnSO42.5升和含20克NaClO的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的60%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化錳的固載量(以Mn計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化錳直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為1.2納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬Pb微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為15000BV,出水鉛的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,鉛的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
BV:樹脂床體積。
實施例16
有含Pb模擬廢水(水體pH約為6,鉛的濃度為2ppm,背景離子Ca、M克、Na均為500ppm),分析發現鉛初始濃度適中,背景離子很高,需要一種吸附選擇性很好,同時動力學較快,吸附容量較大的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此應選擇交聯度約為40%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至120℃,保持恆溫反應6小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為40%,比表面積為600平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.0MMnSO42.5升和含20克NaClO的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的40%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化錳的固載量(以Mn計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化錳直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為2.5納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬Pb微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為32000BV,出水鉛的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,鉛的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
實施例17
有含Pb模擬廢水(水體pH約為6,鉛的濃度為2ppm,背景離子Ca、M克、Na均為50ppm),分析發現鉛初始濃度適中,背景離子濃度較低,需要一種吸附容量大、動力學較快,且抗競爭性較好的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此選擇交聯度約為50%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至120℃,保持恆溫反應8小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為50%,比表面積為900平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.0MMnSO42.5升和含20克NaClO的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的50%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化錳的固載量(以Mn計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化錳直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為2.0納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬Pb微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為44000BV,出水鉛的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,鉛的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
實施例18
有含Pb模擬廢水(水體pH約為6,鉛的濃度為2ppm,背景離子Ca、M克、Na均為0ppm),分析發現鉛初始濃度適中,不含背景離子,需要一種動力學快,吸附容量大的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此應選擇交聯度約為60%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至150℃,保持恆溫反應5小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提8小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為60%,比表面積為1200平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.0MMnSO42.5升和含20克NaClO的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的60%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化錳的固載量(以Mn計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化錳直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為1.2納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬Pb微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為50000BV,出水鉛的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,鉛的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
BV:樹脂床體積。
實施例19
有含Pb模擬廢水(水體pH約為6,
鉛的濃度為0.4ppm,背景離子Ca、M克、Na均為500ppm),分析發現鉛初始濃度較低,背景離子相對很高,需要一種吸附選擇性很好,同時動力學較快,吸附容量較大的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此應選擇交聯度約為40%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至120℃,保持恆溫反應6小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為40%,比表面積為600平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.0MMnSO42.5升和含20克NaClO的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的40%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化錳的固載量(以Mn計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化錳直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為2.5納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬Pb微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為60000BV,出水鉛的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,鉛的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
實施例20
有含Cd模擬廢水(水體pH約為6,鎘的濃度為10ppm,背景離子Ca、M克、Na均為0ppm),分析發現鎘初始濃度較高,不含背景離子,需要一種動力學快,吸附容量大的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此應選擇交聯度約為60%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至150℃,保持恆溫反應8小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為60%,比表面積為1200平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.0MMnSO42.5升和含20克NaClO的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的60%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化錳的固載量(以Mn計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化錳直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為1.2納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬Cd微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為12000BV,出水鎘的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,鎘的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
BV:樹脂床體積。
實施例21
有含Cd模擬廢水(水體pH約為6,鎘的濃度為2ppm,背景離子Ca、M克、Na均為500ppm),分析發現鎘初始濃度適中,背景離子很高,需要一種吸附選擇性很好,同時動力學較快,吸附容量較大的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此應選擇交聯度約為40%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至120℃,保持恆溫反應6小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為40%,比表面積為600平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.0MMnSO42.5升和含20克NaClO的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的40%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化錳的固載量(以Mn計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化錳直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為2.5納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬Cd微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為30000BV,出水鎘的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,鎘的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
實施例22
有含Cd模擬廢水(水體pH約為6,鎘的濃度為2ppm,背景離子Ca、M克、Na均為50ppm),分析發現鎘初始濃度適中,背景離子濃度較低,需要一種吸附容量大、動力學較快,且抗競爭性較好的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此選擇交聯度約為50%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至120℃,保持恆溫反應8小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為50%,比表面積為900平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.0MMnSO42.5升和含20克NaClO的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的50%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化錳的固載量(以Mn計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化錳直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為2.0納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬Cd微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為38000BV,出水鎘的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,鎘的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
實施例23
有含Cd模擬廢水(水體pH約為6,鎘的濃度為2ppm,背景離子Ca、M克、Na均為0ppm),分析發現鎘初始濃度適中,不含背景離子,需要一種動力學快,吸附容量大的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此應選擇交聯度約為60%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至150℃,保持恆溫反應8小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為60%,比表面積為1200平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.0MMnSO42.5升和含20克NaClO的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的60%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化錳的固載量(以Mn計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化錳直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為1.2納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬Cd微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為45000BV,出水鎘的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,鎘的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
BV:樹脂床體積。
實施例24
有含Cd模擬廢水(水體pH約為6,鎘的濃度為0.4ppm,背景離子Ca、M克、Na均為500ppm),分析發現鎘初始濃度較低,背景離子相對很高,需要一種吸附選擇性很好,同時動力學較快,吸附容量較大的納米複合吸附劑來對其進行處理,因此應選擇交聯度約為40%的樹脂作為複合吸附劑的載體。
將30克苯乙烯-二苯乙烯氯球、300毫升硝基苯與10克ZnCl2混合,邊攪拌邊以2℃/分鐘的速度緩慢加熱直至120℃,保持恆溫反應6小時,反應完成後讓體系自然冷卻,樹脂取出後用無水乙醇抽提5小時,在60℃下烘乾5小時,得到高交聯度的樹脂(交聯度為40%,比表面積為600平方米/克,1-10納米納米孔總體積占有機骨架所有孔體積的比例為95%)。依次讓2.0MMnSO42.5升和含20克NaClO的混合溶液150毫升緩慢通過50毫升(約30克)之前製備的40%交聯度的樹脂,離心脫水後熱處理得到水合氧化錳的固載量(以Mn計)為10%的納米複合吸附劑(其中水合氧化錳直徑範圍0.5-8納米的比例高於99%,其平均直徑為2.5納米),將其裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×360毫米),將模擬Cd微污染水體以500毫升/小時的流量通過樹脂床層,處理量為50000BV,出水鎘的濃度降到5ppb以下。
用200毫升濃度為NaOH(4%)-NaCl(8%)的混合溶液在50±5℃的溫度下以100毫升/小時的流量順流通過樹脂床層進行脫附,鎘的脫附率>99%,脫附後的樹脂重複作為負載母體。
榮譽表彰
2016年12月7日,《一種調控納米複合吸附劑結構與性能的方法》獲得第十八屆中國專利優秀獎。