CN102430433A - 一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂及其制备方法 - Google Patents
一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102430433A CN102430433A CN2011103276378A CN201110327637A CN102430433A CN 102430433 A CN102430433 A CN 102430433A CN 2011103276378 A CN2011103276378 A CN 2011103276378A CN 201110327637 A CN201110327637 A CN 201110327637A CN 102430433 A CN102430433 A CN 102430433A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resin
- img
- magnetic
- particle
- nitrate nitrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011347 resin Substances 0.000 title claims abstract description 133
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title claims abstract description 133
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 34
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 title claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 8
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 36
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 claims description 33
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N Acrylic acid Chemical class OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 18
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 18
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 17
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 claims description 15
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 15
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 13
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 12
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 claims description 10
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000005576 amination reaction Methods 0.000 claims description 10
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 claims description 10
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 9
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims description 7
- OKKRPWIIYQTPQF-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane trimethacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC(CC)(COC(=O)C(C)=C)COC(=O)C(C)=C OKKRPWIIYQTPQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000002152 alkylating effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 7
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims description 7
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims description 7
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims description 7
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 7
- BJELTSYBAHKXRW-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-triallyloxy-1,3,5-triazine Chemical compound C=CCOC1=NC(OCC=C)=NC(OCC=C)=N1 BJELTSYBAHKXRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- DBCAQXHNJOFNGC-UHFFFAOYSA-N 4-bromo-1,1,1-trifluorobutane Chemical compound FC(F)(F)CCCBr DBCAQXHNJOFNGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N Butylmethacrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C(C)=C SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol dimethacrylate Substances CC(=C)C(=O)OCCOC(=O)C(C)=C STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 6
- CYNYIHKIEHGYOZ-UHFFFAOYSA-N 1-bromopropane Chemical compound CCCBr CYNYIHKIEHGYOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- -1 nitrate anions Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 125000001340 2-chloroethyl group Chemical class [H]C([H])(Cl)C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 4
- RDHPKYGYEGBMSE-UHFFFAOYSA-N bromoethane Chemical compound CCBr RDHPKYGYEGBMSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- YDEXUEFDPVHGHE-GGMCWBHBSA-L disodium;(2r)-3-(2-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-[2-methoxy-4-(3-sulfonatopropyl)phenoxy]propane-1-sulfonate Chemical compound [Na+].[Na+].COC1=CC=CC(C[C@H](CS([O-])(=O)=O)OC=2C(=CC(CCCS([O-])(=O)=O)=CC=2)OC)=C1O YDEXUEFDPVHGHE-GGMCWBHBSA-L 0.000 claims description 4
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-tetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethyl prop-2-enoate Chemical compound OCCOC(=O)C=C OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RUMACXVDVNRZJZ-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(C)COC(=O)C(C)=C RUMACXVDVNRZJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 claims description 3
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 claims description 3
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 claims description 3
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 claims description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 claims description 3
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N n-propyl chloride Chemical compound CCCCl SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 3
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 3
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 3
- GGHDAUPFEBTORZ-UHFFFAOYSA-N propane-1,1-diamine Chemical compound CCC(N)N GGHDAUPFEBTORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 claims description 3
- 235000011008 sodium phosphates Nutrition 0.000 claims description 3
- 229960001124 trientine Drugs 0.000 claims description 3
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 229920002818 (Hydroxyethyl)methacrylate Polymers 0.000 claims description 2
- VFWCMGCRMGJXDK-UHFFFAOYSA-N 1-chlorobutane Chemical compound CCCCCl VFWCMGCRMGJXDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SQCZQTSHSZLZIQ-UHFFFAOYSA-N 1-chloropentane Chemical compound CCCCCCl SQCZQTSHSZLZIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GNSFRPWPOGYVLO-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCCO GNSFRPWPOGYVLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DXPPIEDUBFUSEZ-UHFFFAOYSA-N 6-methylheptyl prop-2-enoate Chemical group CC(C)CCCCCOC(=O)C=C DXPPIEDUBFUSEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N Hydroxyethyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCO WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- IPRJXAGUEGOFGG-UHFFFAOYSA-N N-butylbenzenesulfonamide Chemical compound CCCCNS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 IPRJXAGUEGOFGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QASKCGNZJHBTDJ-UHFFFAOYSA-N [SiH4].BrCCCCC Chemical compound [SiH4].BrCCCCC QASKCGNZJHBTDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 2
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 claims description 2
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 2
- VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N glycidyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC1CO1 VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 2
- FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N tetraethylenepentamine Chemical compound NCCNCCNCCNCCN FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract description 3
- 238000007098 aminolysis reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 abstract 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 abstract 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 abstract 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 abstract 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 abstract 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 abstract 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 abstract 1
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 abstract 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 abstract 1
- 238000010558 suspension polymerization method Methods 0.000 abstract 1
- 238000010557 suspension polymerization reaction Methods 0.000 abstract 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 87
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 41
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 30
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 16
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 10
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 10
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 4
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 241000370738 Chlorion Species 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 2
- 150000003738 xylenes Chemical class 0.000 description 2
- 241001566735 Archon Species 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical class O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005307 ferromagnetism Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RPQRDASANLAFCM-UHFFFAOYSA-N oxiran-2-ylmethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCC1CO1 RPQRDASANLAFCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂及其制备方法，属于离子交换树脂领域。该树脂由树脂骨架及包裹于其中的磁性颗粒构成。树脂骨架基本结构式如下：
Description
技术领域
本发明公布了一种选择性去除硝态氮的树脂及其合成方法，更具体的说是一种内部包裹有磁性颗粒并同时对硝态氮具有优先吸附去除效果的丙烯酸系强碱阴离子交换树脂及其制备方法。
背景技术
近年来，地表及地下水源的硝态氮污染问题已经被全世界所关注。人类的生活、工农业生产所排放的废物，导致环境水体中硝态氮的浓度不断升高，对人类的身体健康造成了威胁。对于传统的阴离子交换树脂来说，水体中自然存在且无毒害性的氯离子、硫酸根等阴离子会优先于硝酸根阴离子被树脂吸附，降低了树脂的使用效率。英国Purolite公司开发的A520E树脂，美国陶氏公司开发的DOWEX NSR-1等树脂，均对硝酸根有选择吸附性，然而这些树脂均为粒径在0.3~1.2mm，仅适用于传统的固定床工艺。将磁性颗粒包裹到微球树脂骨架中，得到不仅对硝态氮离子具有选择吸附性，同时沉降性能良好的磁性微球树脂，则适用于全混式接触池工艺，降低了运行成本，操作简单，并可与常规磁性树脂混合使用。因此，具有对硝态氮选择吸附性的磁性微球树脂在饮用水净化、地下水修复、城市生活污水深度处理等领域具有广阔的应用前景。
目前，国内外均有关于磁性树脂的专利出现，例如专利AU744706与专利CN
101781437 A，均为丙烯酸系强碱阴离子交换树脂，吸附选择性与传统阴离子交换树脂相同。开发对硝态氮具有选择吸附性，同时具有磁性的微球树脂，将是未来运用树脂法解决硝态氮污染问题的关键。
传统的阴离子交换树脂例如D201、D301等，对水体中阴离子的吸附选择性遵循以下顺序
>
>
。在用其进行硝酸盐超标水体的净化时，树脂会优先吸附水体中常见的硫酸根离子和氯离子，使得树脂对硝酸盐的去除效率下降。针对此种情况，新近开发的商用树脂A520E、DOWEX NSR-1等的吸附选择性为
>
> ，大大提高了树脂对于硝酸盐的去除效率，但由于粒径较大（0.3~1.2mm），仅适用于传统固定床工艺。专利AU744706中提到的MIEX®磁性树脂，具有较小的粒径（150~180μm），体现出了较大的比表面积及优越的动力学性能。其良好的沉降性能，也使得MIEX®适用于全混式接触池工艺，降低了成本且操作简单，但MIEX®对阴离子的吸附选择性顺序为
>>
，对NO3 —不具有优先吸附性，在处理硝酸盐超标的水体时，效率较低。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对现有的磁性树脂对硝态氮的吸附缺乏选择性的问题，本发明提供了一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂及其制备方法，通过本发明可以利用常见原料、常规操作方法实现磁性颗粒在树脂骨架中均匀分布，得到具有较强磁性、同时对硝态氮阴离子具有选择吸附性的磁性丙烯系强碱阴离子交换微球树脂的。
2.技术方案
本发明通过使用丙烯酸系单体，与交联剂、致孔剂、引发剂混合成油相，加入磁性颗粒，与油相混匀后在水相中进行悬浮聚合。聚合后的磁性白球与特种胺化试剂、烷基化试剂反应，形成季胺盐，即得到目标树脂。
一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂，其由丙烯酸系强碱阴离子交换树脂骨架及包裹其中的磁性粒子构成，树脂骨架的基本结构如下：
上述B基团为下列9种结构中的一种：
其中，X为，
或
；n为0-20，m为1-20；R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8为烷基，而且R1，R2，R3均为超过两个碳原子的烷基链；树脂粒径为50~500μm，比饱和磁化强度为5~40emu/g，强碱交换容量为3.0~4.5mmol/g，弱碱交换容量为0.5~1.5mmol/g。
上述的树脂粒径优选为100~250μm，对硝酸盐阴离子具有选择吸附性，它对阴离子的选择性顺序为
>
>
；在水溶液中只存在两种阴离子时，用该树脂进行吸附，
对
的分离系数为8~50，
对
的分离系数为5~15；（，
为A组分相对于B组分的分离系数或选择系数，其中[RA]、[RB]为A、B组分被吸附在树脂上的量，[A]、[B]为A、B组分在吸附平衡后溶液中的量）。
上述的一种选择性去除硝态氮的磁性丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂，其合成步骤如下：
（a）配制水相，在水相中加入占水相质量5~25%的无机盐，占水相质量0.1~5%的分散剂；
步骤（a）中的无机盐为氯化钠、磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸一氢钠、碳酸钠中的一种或几种混合物；步骤（a）中的分散剂为明胶、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基纤维素、古尔胶、甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠中的一种或几种混合物。
（b）配制油相，油相由反应物、致孔剂和引发剂组成，反应物与致孔剂的质量比为1:0.1~1:2.0，引发剂质量为反应物质量的0.3~3%；其中，反应物由单体与交联剂组成，单体与交联剂的质量比为1:0.02~1:0.2；
步骤（b）中单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸异丁酯或丙烯腈中的一种或几种；步骤（b）中的交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基氰脲酸酯或二乙烯苯中的一种或多种；步骤（b）中的致孔剂为200#溶剂油、C3~C10烷烃、C3~C10饱和醇、芳香族化合物中的一种或几种；步骤（b）中引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种或混合物。
（c）在油相中加入磁性颗粒与磁性颗粒分散剂，油相与磁性颗粒的质量比为1:0.05~1:1，磁性颗粒与磁性颗粒分散剂的质量比为1:0.01~1:0.4；
步骤（c）中所用的磁性颗粒分散剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、表面活性剂其中的一种或几种；磁性颗粒为Fe3O4、γ-Fe2O3、不锈钢粉、铁镍合金颗粒，其大小为0.01~10μm；
（d）将含有磁性颗粒的油相与水相混合，搅拌速度为100~500rpm，保持温度在50~80℃，反应2~8小时后升温至85~95℃，保温1~15小时。冷却后依次用有机溶剂（甲醇、乙醇、丙酮等）、纯水清洗后得到磁性树脂微球，于50~80℃烘干；
（e）将步骤（d）中得到的树脂与胺化试剂混合，树脂与胺化试剂的质量比为1:3~1:20，升温到100~300℃反应2~30小时，冷却后用有机溶剂（甲醇、乙醇等）、纯水依次清洗；
步骤（e）中所使用的胺化试剂为N,N-二乙基乙二胺、N,N-二乙基丙二胺、N,N-二丁基丙二胺、4-氨基-1-二乙胺基戊烷、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺等胺化试剂中的一种或几种；
（f）将步骤（e）中得到的树脂在碱性条件下，与烷基化试剂反应，树脂与烷基化试剂的质量比为1：0.1~1：10，于60~200℃下反应10~48小时，冷却后用有机溶剂（甲醇、乙醇、丙酮等）、纯水依次清洗后，得到一种选择性去除硝态氮的丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂；
步骤（f）中所用的烷基化试剂选自溴乙烷、氯乙烷、溴丙烷、氯丙烷、溴丁烷、氯丁烷、溴戊烷、氯戊烷中的一种或几种。
3.有益效果
本发明提供了一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂及其制备方法，根据该方法所制备的磁性丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂，不仅具有较高的强碱交换量，优良的吸附、脱附动力学性能，良好的沉降性能，同时对硝酸盐阴离子具有良好的选择吸附性，可以在饮用水净化、地下水修复、城市生活污水深度处理等领域得到广泛应用。
附图说明
图1为实施例6中磁性树脂的FT-IR图谱，从图中可以看出，在1650cm-1左右的峰为-NH-COCH3中N-H弯曲振动，可见胺化试剂与树脂磁性中的酯基发生了胺解作用，形成了酰胺键；
图2为实施例6中磁性树脂的热重图，最后的无机物组分约占树脂总质量的30%，主要由所加磁性颗粒质量决定。
具体实施方式
实施例1
将15g明胶、120g氯化钠溶于500g纯水中配制成水相并加入到三颈烧瓶中。将80g丙烯酸甲酯、20g丙烯酸、10g乙二醇二甲基丙烯酸酯、0.5g过氧化苯甲酰、0.5g偶氮二异丁腈、80g甲苯、25g乙酸乙酯的混合液，加入98g粒径约为0.1μm的四氧化三铁磁性颗粒混合均匀，控制搅拌速度为100~150rpm，加入到水相中，并升温至55℃，保持6小时，升温至85℃，保持10小时后出料；用甲醇清洗后晾干，加入3倍于树脂质量的N,N-二乙基乙二胺在150℃下保温6小时后出料，用甲醇、纯水清洗后加入碱性水溶液，并加入180g溴乙烷，65℃保温18小时后出料，依次用甲醇、纯水清洗后并用氯化钠溶液转型，得到选择性去除硝态氮的磁性丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂。
树脂成品粒径主要分布于350~450μm，强碱交换量为4.48mmol/g，比饱和磁化强度为28.5emu/g。用此树脂处理一股配制的溶液A（
浓度为4.59mmol/L，
浓度为2.81mmol/L），以0.1g树脂对应50mL溶液处理后，溶液A中
浓度为4.22mmol/L，
浓度为1.35mmol/L，则
约为13。树脂骨架的基本结构如下所示：
实施例2
将2g聚乙烯醇、50g氯化钠溶于500g纯水中配制成水相并加入到三颈烧瓶中。将90g甲基丙烯酸甲酯、10g甲基丙烯酸、10g三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、1.0g偶氮二异丁腈、50g甲苯、10g 200#溶剂油的混合液，加入50g粒径约为0.1微米的四氧化三铁磁性颗粒混合均匀，控制搅拌速度为200~250
rpm，加入到水相中，并升温至50℃，保持4小时，升温至90℃，保持4小时后出料；用甲醇清洗后晾干，加入4倍于树脂质量的N,N-二乙基丙二胺在200℃下保温12小时后出料；用甲醇、纯水清洗后加入碱性水溶液，并加入350g溴丙烷，100℃保温12小时后出料，依次用甲醇、纯水清洗后并用氯化钠溶液转型，得到选择性去除硝态氮的磁性丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂。
树脂成品粒径主要分布于300~400μm，强碱交换量为3.57mmol/g，比饱和磁化强度为15.9emu/g。用此树脂处理一股配制的溶液B（
浓度为3.12mmol/L，浓度为1.92mmol/L），以0.1g树脂对应50mL溶液处理后，溶液B中
浓度为2.79mmol/L，
浓度为0.62mmol/L，则
约为18。树脂骨架的基本结构如下图所示：
实施例3
将4.5g古尔胶、80g氯化钠溶于500g纯水中配制成水相并加入到三颈烧瓶中。将80g丙烯酸乙酯、5g丙烯酸、5g乙二醇二甲基丙烯酸酯、5g三烯丙基氰脲酸酯、1.2g过氧化苯甲酰、1.5g偶氮二异丁腈、25g二甲苯、25g异丁醇的混合液，加入16g粒径约为0.1微米的四氧化三铁磁性颗粒混合均匀，控制搅拌速度为300~350
rpm，加入到水相中，并升温至60℃，保持10小时，升温至88℃，保持2小时后出料；用乙醇清洗后晾干，加入5倍于树脂质量的N,N-二乙基丙二胺在160℃下保温8小时后出料；用甲醇、纯水清洗后加入碱性水溶液，并加入500g溴丁烷，110℃保温20小时后出料，依次用甲醇、纯水清洗后并用氯化钠溶液转型，得到选择性去除硝态氮的磁性丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂。
树脂成品粒径主要分布于200~300μm，强碱交换量为3.34mmol/g，比饱和磁化强度为8.7
emu/g。用此树脂处理一股配制的溶液C（
浓度为1.62mmol/L，浓度为1.07mmol/L），以0.1g树脂对应50mL溶液处理后，溶液C中
浓度为1.39mmol/L，
浓度为0.16mmol/L，则
约为36。树脂骨架的基本结构如下图所示：
实施例4
将2.5g羟乙基纤维素、40g磷酸氢二钠、20g氯化钠溶于500g纯水中配制成水相并加入到三颈烧瓶中。将85g丙烯酸丁酯、15g甲基丙烯酸丁酯、15g三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、5g二乙烯苯、0.7g过氧化苯甲酰、0.7g偶氮二异丁腈、30g异丙醇、20g液蜡的混合液，加入120g粒径约为0.2微米的四氧化三铁磁性颗粒混合均匀，控制搅拌速度为300~350rpm，加入到水相中，并升温至58℃，保持7小时，升温至90℃，保持12小时后出料；用甲醇清洗后晾干，加入6倍于树脂质量的N,N-二丁基丙二胺在240℃下保温10小时后出料；用甲醇、纯水清洗后加入碱性水溶液，并加入550g溴丁烷，125℃保温20小时后出料，依次用甲醇、纯水清洗后并用氯化钠溶液转型，得到选择性去除硝态氮的磁性丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂。
树脂成品粒径主要分布于230~310μm，强碱交换量为4.24mmol/g，比饱和磁化强度为29.6emu/g。用此树脂处理一股配制的溶液D（
浓度为6.18mmol/L，
浓度为3.66mmol/L），以0.1g树脂对应50mL溶液处理后，溶液D中
浓度为5.49mmol/L，浓度为0.54mmol/L，则
约为46。树脂骨架的基本结构如下图所示：
实施例5
将0.5g甲基纤维素、30g碳酸钠溶于500g纯水中配制成水相并加入到三颈烧瓶中。将120g丙烯酸甲酯、20g丙烯腈、5g乙二醇二甲基丙烯酸酯、10g三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、1.4g过氧化苯甲酰、20g正庚烷、20g正葵烷的混合液，加入10g粒径约为0.5微米的四氧化三铁磁性颗粒混合均匀，控制搅拌速度为400~450rpm，加入到水相中，并升温至58℃，保持8小时，升温至92℃，保持8小时后出料；用甲醇清洗后晾干，加入10倍于树脂质量的4-氨基-1-二乙胺基戊烷，在250℃下保温12小时后出料，；用甲醇、纯水清洗后加入碱性水溶液，并加入280g氯乙烷，72℃保温24小时后出料，依次用甲醇、纯水清洗后并用氯化钠溶液转型，得到选择性去除硝态氮的磁性丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂。
树脂成品粒径主要分布于180~240μm，为25~45，强碱交换量为3.91mmol/g，比饱和磁化强度为5.1emu/g。用此树脂处理一股配制的溶液A（
浓度为4.59mmol/L，
浓度为2.81mmol/L），以0.1g树脂对应50mL溶液处理后，溶液A中
浓度为1.34mmol/L，
浓度为0.21mmol/L，则
约为19。树脂骨架的基本结构如下图所示：
实施例6
将12.3g聚乙烯吡咯烷酮、0.8木质素磺酸钠、30g磷酸钠溶于500g纯水中配制成水相并加入到三颈烧瓶中。将120g丙烯酸羟乙酯、10g丙烯酸缩水甘油酯、5g三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、10g二乙烯苯、1.2g过氧化苯甲酰、1.0g偶氮二异丁腈、20g甲苯、40g异丁醇的混合液，加入30g粒径约为1.0μm的四氧化三铁磁性颗粒混合均匀，控制搅拌速度为400~450
rpm，加入到水相中，并升温至80℃，保持4小时，升温至95℃，保持12小时后出料；用乙醇清洗后晾干，加入9倍于树脂质量的N,N-二乙基丙二胺在180℃下保温8小时后出料；用甲醇、纯水清洗后加入碱性水溶液，并加入480g氯乙烷，115℃保温20小时后出料，依次用甲醇、纯水清洗后并用氯化钠溶液转型，得到选择性去除硝态氮的磁性丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂。
树脂成品粒径主要分布于180~260μm，强碱交换量为3.78mmol/g，比饱和磁化强度为16.3emu/g。用此树脂处理一股配制的溶液D（浓度为6.18mmol/L，
浓度为3.66mmol/L），以0.1g树脂对应50mL溶液处理后，溶液D中
浓度为5.78mmol/L，浓度为2.09mmol/L，则约为11。树脂骨架的基本结构如下图所示：
实施例7
将12g明胶、2.3g十二烷基苯磺酸钠、30g氯化钠溶于500g纯水中配制成水相并加入到三颈烧瓶中。将120g丙烯酸丁酯、10g甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、10g三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、5g二乙烯苯、5g三烯丙基氰脲酸酯、1.6g偶氮二异丁腈、120g正辛烷、30g正葵烷的混合液，加入32g粒径约为0.5μm的四氧化三铁磁性颗粒混合均匀，控制搅拌速度为450~500rpm，加入到水相中，并升温至75℃，保持6小时，升温至92℃，保持10小时后出料；用甲醇清洗后晾干，加入5倍于树脂质量的二乙烯三胺在280℃下保温10小时后出料；用甲醇、纯水清洗后加入碱性水溶液，并加入620g溴丙烷，100℃保温20小时后出料，依次用甲醇、纯水清洗后并用氯化钠溶液转型，得到选择性去除硝态氮的磁性丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂。
树脂成品粒径主要分布于120~180μm，强碱交换量为4.14mmol/g，比饱和磁化强度为12.3emu/g。用此树脂处理一股配制的溶液D（
浓度为6.18mmol/L，
浓度为3.66mmol/L），以0.1g树脂对应50mL溶液处理后，溶液D中浓度为5.42mmol/L，
浓度为0.62mmol/L，则
约为35。树脂骨架的基本结构如下图所示：
实施例8
将8g明胶、32g磷酸一氢钠溶于500g纯水中配制成水相并加入到三颈烧瓶中。将140g丙烯酸甲酯、10g甲基丙烯酸异丁酯、20g二乙烯苯、5g三烯丙基氰脲酸酯、0.8g过氧化苯甲酰、0.4g偶氮二异丁腈、100g甲苯、100g二甲苯的混合液，加入68g粒径约为0.5μm的γ-Fe2O3磁性颗粒混合均匀，控制搅拌速度为450~500rpm，加入到水相中，并升温至75℃，保持4小时，升温至90℃，保持8小时后出料；用丙酮清洗后晾干，加入8倍于树脂质量的三乙烯四胺在290℃下保温6小时后出料；用甲醇、纯水清洗后加入碱性水溶液，并加入840g溴乙烷，65℃保温30小时后出料，依次用甲醇、纯水清洗后并用氯化钠溶液转型，得到选择性去除硝态氮的磁性丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂。
树脂成品粒径主要分布于110~190μm，强碱交换量为4.38mmol/g，比饱和磁化强度为22.3emu/g。用此树脂处理一股配制的溶液A（
浓度为4.59mmol/L，浓度为2.81mmol/L），以0.1g树脂对应50mL溶液处理后，溶液A中
浓度为4.41mmol/L，
浓度为1.16mmol/L，则
约为34。树脂骨架的基本结构如下图所示：
实施例9
将10g明胶、2.4g木质素磺酸钠、40氯化钠溶于500g纯水中配制成水相并加入到三颈烧瓶中。将140g丙烯酸甲酯、20g丙烯酸、20g二乙烯苯、10g三烯丙基氰脲酸酯、2.5g过氧化苯甲酰、2.0g偶氮二异丁腈、150g异丁醇、100g正葵烷的混合液，加入96g粒径约为0.1μm的γ-Fe2O3磁性颗粒混合均匀，控制搅拌速度为450~500rpm，加入到水相中，并升温至55℃，保持6小时，升温至85℃，保持10小时后出料；用甲醇清洗后晾干，加入10倍于树脂质量的4-氨基-1-二乙胺基戊烷在250℃下保温12小时后出料；用甲醇、纯水清洗后加入碱性水溶液，并加入300g氯丙烷，110℃保温24小时后出料，依次用甲醇、纯水清洗后并用氯化钠溶液转型，得到选择性去除硝态氮的磁性丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂。
树脂成品粒径主要分布于150~250μm，强碱交换量为3.81mmol/g，比饱和磁化强度为29.1emu/g。用此树脂处理一股配制的溶液B（
浓度为3.12mmol/L，
浓度为1.92mmol/L），以0.1g树脂对应50mL溶液处理后，溶液B中
浓度为2.87mmol/L，
浓度为0.54mmol/L，则
约为30。树脂骨架的基本结构如下图所示：
实施例10
将5g明胶、2g聚乙烯醇、35g磷酸二氢钠溶于500g纯水中配制成水相并加入到三颈烧瓶中。将140g丙烯酸甲酯、20g丙烯酸、20g二乙烯苯、20g乙二醇二甲基丙烯酸酯、1.8g过氧化苯甲酰、1.8g偶氮二异丁腈、80g200#溶剂油、100g异丙醇的混合液，加入36g粒径约为0.1μm的γ-Fe2O3磁性颗粒混合均匀，控制搅拌速度为450~500rpm，加入到水相中，并升温至60℃，保持5小时，升温至90℃，保持6小时后出料；用乙醇清洗后晾干，加入10倍于树脂质量的4-氨基-1-二乙胺基戊烷在250℃下保温12小时后出料；用甲醇、纯水清洗后加入碱性水溶液，并加入350g溴丙烷，110℃保温20小时后出料，依次用甲醇、纯水清洗后并用氯化钠溶液转型，得到选择性去除硝态氮的磁性丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂。
树脂成品粒径主要分布于120~220μm，强碱交换量为3.90mmol/g，比饱和磁化强度为15.4emu/g。用此树脂处理一股配制的溶液D（
浓度为6.18mmol/L，
浓度为3.66mmol/L），以0.1g树脂对应50mL溶液处理后，溶液D中
浓度为5.98mmol/L，
浓度为1.89mmol/L，则
约为29。树脂骨架的基本结构同实施例9。
Claims (5)
1.一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂，其特征在于比饱和磁化强度为5～40emu/g，强碱交换容量为3.0～4.5mmol/g，弱碱交换容量为0.5～1.5mmol/g，树脂粒径平均粒径为50～500μm；树脂由对硝态氮具有选择吸附性的丙烯酸系强碱阴离子交换树脂骨架及包裹其中的磁性粒子构成，树脂骨架的基本结构如下：
其中，X为
，
或；n为0-20，m为1-20；R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8为烷基，而且R1，R2，R3均为超过两个碳原子的烷基链。
2.根据权利要求1所述的一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂，其特征在于对硝酸盐阴离子具有选择吸附性，它对阴离子的选择性顺序为>
>
；在水溶液中只存在两种阴离子时，用该树脂进行吸附，
对
的分离系数为8～50，对的分离系数为5～15。
3.权利要求1所述的一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂的制备方法，其合成步骤如下：
（a）配制水相，在水相中加入占水相质量5～25%的无机盐，占水相质量0.1～5%的分散剂；其中无机盐为氯化钠、磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸一氢钠、碳酸钠中的一种或几种混合物，分散剂为明胶、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基纤维素、古尔胶、甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠中的一种或几种混合物；
（b）配制油相，油相由反应物、致孔剂和引发剂（过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种或混合物）组成，反应物与致孔剂的质量比为1:0.1～1:2.0，其中，反应物由单体与交联剂组成，单体与交联剂的质量比为1:0.02～1:0.2；单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸异丁酯或丙烯腈中的一种或几种；交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基氰脲酸酯或二乙烯苯中的一种或多种，致孔剂为200#溶剂油、C3～C10烷烃、C3～C10饱和醇、芳香族化合物中的一种或几种；
（c）在油相中加入磁性颗粒与磁性颗粒分散剂，油相与磁性颗粒的质量比为1:0.05～1:1，磁性颗粒与磁性颗粒分散剂的质量比为1:0.01～1:0.4；磁性颗粒为Fe3O4、γ-Fe2O3、不锈钢粉、铁镍合金颗粒，其大小为0.01～10μm，磁性颗粒分散剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、表面活性剂其中的一种或几种；
（d）将含有磁性颗粒的油相与水相混合，搅拌速度为100～500rpm，保持温度在50～80℃，反应2～8小时后升温至85～95℃，保温1～15小时，冷却后依次用有机溶剂、纯水清洗后得到磁性树脂微球，于50～80℃烘干；
（e）将步骤（d）中得到的树脂与胺化试剂混合，树脂与胺化试剂的质量比为1:3～1:20，升温到100～300℃反应2～30小时，冷却后用有机溶剂、纯水依次清洗；
（f）将步骤（e）中得到的树脂在碱性条件下，与烷基化试剂混合，树脂与烷基化试剂的质量比为1：0.1～1：10，于60～200℃下反应10～48小时，冷却后用有机溶剂、纯水依次清洗后，得到一种选择性去除硝态氮的丙烯酸系强碱阴离子交换微球树脂。
4.根据权利要求3所述的一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂的制备方法，其特征在于步骤（e）中所使用的胺化试剂为N,N-二乙基乙二胺、N,N-二乙基丙二胺、N,N-二丁基丙二胺、4-氨基-1-二乙胺基戊烷、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺等胺化试剂中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂的制备方法，其特征在于步骤（f）中所用的烷基化试剂选自溴乙烷、氯乙烷、溴丙烷、氯丙烷、溴丁烷、氯丁烷、溴戊烷、氯戊烷中的一种或几种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110327637.8A CN102430433B (zh) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | 一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110327637.8A CN102430433B (zh) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | 一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102430433A true CN102430433A (zh) | 2012-05-02 |
| CN102430433B CN102430433B (zh) | 2013-07-17 |
Family
ID=45978996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110327637.8A Active CN102430433B (zh) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | 一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102430433B (zh) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103008026A (zh) * | 2012-11-27 | 2013-04-03 | 安徽皖东化工有限公司 | 强碱性丙烯酸系阴离子交换树脂的制备方法 |
| CN103272654A (zh) * | 2013-06-27 | 2013-09-04 | 南京大学 | 一种高比表面积磁性阴离子交换树脂及其制备方法和应用 |
| CN106892543A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-06-27 | 南京环保产业创新中心有限公司 | 深度去除废水中高浓度硝态氮的方法 |
| CN106904769A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-06-30 | 南京环保产业创新中心有限公司 | 去除废水中总氮污染物的集成吸附与脱附液套用的方法 |
| CN107057004A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-08-18 | 南京大学盐城环保技术与工程研究院 | 一种高密度高吸附性除硝态氮树脂及其制备方法 |
| CN108329411A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-07-27 | 南京大学 | 一种复合功能树脂及制备方法和应用 |
| CN109179615A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-01-11 | 南京大学 | 一种改性棉纤维混凝剂及其制备方法和应用 |
| CN110627180A (zh) * | 2019-11-08 | 2019-12-31 | 山东建筑大学 | 粉末树脂重构形成絮体树脂去除水中硝酸盐的方法 |
| CN111346619A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-06-30 | 黑龙江大学 | 一种改性赤泥质滤料的制备方法及其对低温污水中氨氮的去除 |
| CN113861316A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-12-31 | 南京师范大学 | 可同步调控机械强度及交换容量的强碱阴离子交换树脂及其制备方法 |
| US11254598B2 (en) * | 2017-11-17 | 2022-02-22 | Nanjing University | Method for promoting denitrification to remove nitrate nitrogen in water by magnetic resins |
| CN114315029A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-12 | 南京环保产业创新中心有限公司 | 一种磁性树脂促进反硝化去除水中硝态氮的方法 |
| CN114797801A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-07-29 | 哈尔滨工业大学 | 含两类季铵位点同步去除氮磷的污水景观回用深度处理磁性树脂及其制备方法 |
| CN114832797A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-08-02 | 哈尔滨工业大学 | 高效吸附磷的含两类季铵位点的镧改性磁性树脂及其制备方法与高密度循环回流装置 |
| CN115400739A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-11-29 | 扬州大学 | 一种聚合物基Ce(IV)/Fe(III)双金属复合纳米材料及其制法和应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3870663A (en) * | 1969-12-11 | 1975-03-11 | Rohm & Haas | Porous styrene polyfunctional methacrylate polymers |
| CN101440166A (zh) * | 2007-11-22 | 2009-05-27 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种复合磁性阳离子交换树脂及其制备方法和应用 |
| CN101708475A (zh) * | 2009-12-22 | 2010-05-19 | 南京大学 | 磁性苯乙烯系强碱阴离子交换微球树脂及其制备方法 |
| CN101948554A (zh) * | 2010-10-09 | 2011-01-19 | 南京大学 | 磁性丙烯酸系弱酸阳离子交换微球树脂及其合成方法 |
-
2011
- 2011-10-25 CN CN201110327637.8A patent/CN102430433B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3870663A (en) * | 1969-12-11 | 1975-03-11 | Rohm & Haas | Porous styrene polyfunctional methacrylate polymers |
| CN101440166A (zh) * | 2007-11-22 | 2009-05-27 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种复合磁性阳离子交换树脂及其制备方法和应用 |
| CN101708475A (zh) * | 2009-12-22 | 2010-05-19 | 南京大学 | 磁性苯乙烯系强碱阴离子交换微球树脂及其制备方法 |
| CN101948554A (zh) * | 2010-10-09 | 2011-01-19 | 南京大学 | 磁性丙烯酸系弱酸阳离子交换微球树脂及其合成方法 |
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103008026B (zh) * | 2012-11-27 | 2015-12-23 | 安徽皖东化工有限公司 | 强碱性丙烯酸系阴离子交换树脂的制备方法 |
| CN103008026A (zh) * | 2012-11-27 | 2013-04-03 | 安徽皖东化工有限公司 | 强碱性丙烯酸系阴离子交换树脂的制备方法 |
| CN103272654A (zh) * | 2013-06-27 | 2013-09-04 | 南京大学 | 一种高比表面积磁性阴离子交换树脂及其制备方法和应用 |
| CN103272654B (zh) * | 2013-06-27 | 2016-12-28 | 南京大学 | 一种高比表面积磁性阴离子交换树脂及其制备方法和应用 |
| CN107057004A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-08-18 | 南京大学盐城环保技术与工程研究院 | 一种高密度高吸附性除硝态氮树脂及其制备方法 |
| CN107057004B (zh) * | 2016-10-19 | 2019-06-25 | 南京大学盐城环保技术与工程研究院 | 一种除硝态氮树脂及其制备方法 |
| CN106904769B (zh) * | 2017-04-28 | 2022-04-12 | 南京环保产业创新中心有限公司 | 去除废水中总氮污染物的集成吸附与脱附液套用的方法 |
| CN106892543A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-06-27 | 南京环保产业创新中心有限公司 | 深度去除废水中高浓度硝态氮的方法 |
| CN106904769A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-06-30 | 南京环保产业创新中心有限公司 | 去除废水中总氮污染物的集成吸附与脱附液套用的方法 |
| US11254598B2 (en) * | 2017-11-17 | 2022-02-22 | Nanjing University | Method for promoting denitrification to remove nitrate nitrogen in water by magnetic resins |
| CN108329411B (zh) * | 2018-04-27 | 2019-11-22 | 南京大学 | 一种复合功能树脂及制备方法和应用 |
| CN108329411A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-07-27 | 南京大学 | 一种复合功能树脂及制备方法和应用 |
| CN109179615A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-01-11 | 南京大学 | 一种改性棉纤维混凝剂及其制备方法和应用 |
| CN109179615B (zh) * | 2018-11-01 | 2020-08-14 | 南京大学 | 一种用于去除硝态氮的改性棉纤维吸附剂及其制备方法和应用 |
| CN110627180A (zh) * | 2019-11-08 | 2019-12-31 | 山东建筑大学 | 粉末树脂重构形成絮体树脂去除水中硝酸盐的方法 |
| CN110627180B (zh) * | 2019-11-08 | 2020-08-14 | 山东建筑大学 | 粉末树脂重构形成絮体树脂去除水中硝酸盐的方法 |
| CN111346619A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-06-30 | 黑龙江大学 | 一种改性赤泥质滤料的制备方法及其对低温污水中氨氮的去除 |
| CN111346619B (zh) * | 2020-04-20 | 2022-08-26 | 黑龙江大学 | 一种改性赤泥质滤料的制备方法及其对低温污水中氨氮的去除 |
| CN113861316A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-12-31 | 南京师范大学 | 可同步调控机械强度及交换容量的强碱阴离子交换树脂及其制备方法 |
| CN113861316B (zh) * | 2021-08-31 | 2024-10-18 | 南京师范大学 | 可同步调控机械强度及交换容量的强碱阴离子交换树脂及其制备方法 |
| CN114315029A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-12 | 南京环保产业创新中心有限公司 | 一种磁性树脂促进反硝化去除水中硝态氮的方法 |
| CN114797801A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-07-29 | 哈尔滨工业大学 | 含两类季铵位点同步去除氮磷的污水景观回用深度处理磁性树脂及其制备方法 |
| CN114832797A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-08-02 | 哈尔滨工业大学 | 高效吸附磷的含两类季铵位点的镧改性磁性树脂及其制备方法与高密度循环回流装置 |
| CN114832797B (zh) * | 2022-06-06 | 2022-11-11 | 哈尔滨工业大学 | 高效吸附磷的含两类季铵位点的镧改性磁性树脂及其制备方法与高密度循环回流装置 |
| CN115400739A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-11-29 | 扬州大学 | 一种聚合物基Ce(IV)/Fe(III)双金属复合纳米材料及其制法和应用 |
| CN115400739B (zh) * | 2022-08-22 | 2023-10-27 | 扬州大学 | 一种聚合物基Ce(IV)/Fe(III)双金属复合纳米材料及其制法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102430433B (zh) | 2013-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102430433B (zh) | 一种选择性去除硝态氮的磁性微球树脂及其制备方法 | |
| CN102049243B (zh) | 一种磁性超高交联吸附树脂及其制备方法 | |
| CN101708475B (zh) | 磁性苯乙烯系强碱阴离子交换微球树脂及其制备方法 | |
| CN101352670B (zh) | 单分散螯合树脂的生产方法 | |
| CN105461846A (zh) | 一种去除重金属离子的磁性丙烯酸系多胺树脂及其制备方法 | |
| CN101569851A (zh) | 一种制备磁性海泡石的方法 | |
| CN102631897A (zh) | 一种制备锂吸附剂树脂的方法 | |
| CN101693750B (zh) | 大孔吸附树脂的制备方法 | |
| CN103159891B (zh) | 一种磁性胺基修饰超高交联树脂及其制备方法 | |
| CN101948554A (zh) | 磁性丙烯酸系弱酸阳离子交换微球树脂及其合成方法 | |
| CN107057004B (zh) | 一种除硝态氮树脂及其制备方法 | |
| CN109304140A (zh) | 一种含磷废水吸附材料的制备方法 | |
| CN106345397A (zh) | 一种高效去除水体中磷的新型吸附材料 | |
| CN103012677A (zh) | 一种离子印迹羟肟酸螯合树脂的制备方法 | |
| CN104001479B (zh) | 一种无机矿物水处理剂及其制备方法 | |
| CN110105486A (zh) | 一种导电性铝系锂离子吸附柱料及其制备方法 | |
| CN113145063A (zh) | 磁性镧负载凹凸棒石黏土除磷吸附剂及其制备和应用方法 | |
| CN112934171A (zh) | 一种凹凸棒石黏土表面改性方法 | |
| CN112090392A (zh) | 一种可回收的双金属改性磁性除磷吸附剂及其制备方法和应用 | |
| CN102160992A (zh) | 以海绵为载体的锂吸附剂的成型工艺 | |
| CN101824117B (zh) | 一种固载树形分子的螯合树脂及其制备方法 | |
| CN114832797B (zh) | 高效吸附磷的含两类季铵位点的镧改性磁性树脂及其制备方法与高密度循环回流装置 | |
| CN100591627C (zh) | 偶氮染料废水处理用复合材料及其制备方法 | |
| CN103272654A (zh) | 一种高比表面积磁性阴离子交换树脂及其制备方法和应用 | |
| CN103755004A (zh) | 负载零价复合金属的强酸性树脂复合材料、其制法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |