CN102861557A - 一种吸附有机化合物的非极性吸附树脂及其再生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吸附有机化合物的非极性吸附树脂及其再生方法，载体为非极性树脂，采用浸渍法在非极性树脂上负载金属酞菁得到负载金属酞菁的非极性吸附树脂。再生方法是将吸附饱和后的负载金属酞菁的非极性吸附树脂置于水溶液中，控制溶液pH值为1~12，温度20~100℃；投加氧化剂进行氧化处理，氧化处理后，水洗后进入下一个工作循环。实现了树脂的再生和有机污染物的无害化处理。本发明反应条件温和，设备要求简单，避免了大量酸、碱、有机溶剂在树脂脱附再生中的使用，提高了树脂再生效率，大大降低了树脂再生成本，同时有效地简化了树脂再生工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸附树脂再生方法，具体地说，是一种吸附有机化合物的非极性吸附树脂再生方法。
背景技术
树脂吸附技术作为一种废水处理新技术已逐步应用于各类工业有机废水的治理与资源化中，其中疏水性吸附树脂被广泛应用于酚类、羧酸类、卤代芳烃、苯胺类等多种有机污染物的分离回收。目前树脂吸附净化有机废水技术开发多集中于强化树脂的吸附性能，而对树脂的脱附再生基本上只是采用无机酸、碱转化有机污染物为离子态或升高温度或采用有机溶剂提高被吸附物质在脱附剂中的溶解度而实现树脂的脱附再生，上述方法的脱附速度慢、效率低、成本高。同时，在工业废水中，很多诸如医药、农药、染料等精细化工中间体生产废水中污染物种类多、浓度低，可以使用各种吸附树脂进行吸附分离，以利于废水的后续处理，但采用常规的酸、碱或有机溶剂脱附方法不仅效果差、成本高，而且树脂再生得到的高浓度脱附液无资源化价值，必须采取焚烧或安全填埋的方法加以处置，费用高昂，严重的制约了树脂吸附技术在有机废水处理中的推广应用。
发明内容
针对以往吸附有机化合物的非极性树脂需采用无机酸、碱或有机溶剂进行脱附再生，脱附速度慢、效率低、成本高等问题，本发明提供了一种吸附有机化合物的非极性吸附树脂及其再生方法，本发明利用金属酞菁的催化作用，采用适当的氧化剂，将负载有金属酞菁的非极性树脂所吸附的有机化合物进行氧化降解，实现树脂的再生和有机污染物的无害化处理。
本发明的技术方案为：一种吸附有机化合物的非极性吸附树脂，载体为非极性树脂，采用浸渍法在非极性树脂上负载金属酞菁得到负载金属酞菁的非极性吸附树脂，所述的金属酞菁的负载量为树脂总质量的0.1-30%；所述的非极性树脂，是具有苯乙烯-二乙烯苯或者聚二乙烯苯骨架的非极性大孔吸附树脂。
所述的金属酞菁为铁酞菁、锌酞菁、锰酞菁、钴酞菁、铝酞菁中的至少一种。
一种所述的吸附有机化合物的非极性吸附树脂的再生方法，将吸附饱和后的负载金属酞菁的非极性吸附树脂置于水溶液中，控制溶液pH值为1~12，温度20~100℃；投加氧化剂进行氧化处理，氧化剂投加量以摩尔比计，为被吸附有机物的1~30倍，反应时间为0.5~48小时；氧化处理后，水洗后进入下一个工作循环。
所述的氧化剂为双氧水、二氧化氯、次氯酸钠或中的任意一种或任意几种的混合物。
有益效果：
本发明利用金属酞菁（MPc）分子结构中含有4个吡啶分子大环π电子体系，具有极强的疏水性，可与非极性吸附树脂通过π-π作用牢固的结合，在一般的废水中或无机酸、碱及有机溶剂中不会流失的性质，利用金属酞菁的催化作用，采用适当的氧化剂，将负载有金属酞菁的非极性树脂所吸附的有机化合物进行催化氧化，实现树脂的完全再生和有机污染物的降解去除。
本发明反应条件温和，设备要求简单，避免了大量酸、碱、有机溶剂的使用，提高了树脂再生效率，大大降低了树脂再生成本，同时有效地简化了树脂再生工艺。
具体实施方式
以下通过实施例进一步说明本发明，所用的金属酞菁均来自于上海西宝生物科技有限公司。
一种吸附有机化合物的非极性吸附树脂，载体为非极性树脂，采用浸渍法在非极性树脂上负载金属酞菁得到负载金属酞菁的非极性吸附树脂，所述的金属酞菁的负载量为树脂总质量的0.1-30%；所述的非极性树脂，是具有苯乙烯-二乙烯苯或者聚二乙烯苯骨架的非极性大孔吸附树脂。本负载方法属于本领域技术人员所熟知的技术，因此不做更详细的说明。
所述的金属酞菁为铁酞菁、锌酞菁、锰酞菁、钴酞菁、铝酞菁中的至少一种。
一种吸附有机化合物的非极性树脂再生方法，其步骤包括：
（A）使用负载有金属酞菁的非极性吸附树脂吸附废水中的有机污染物，将吸附饱和后的树脂置于水溶液中，控制溶液pH值为1~12，温度20~100℃；
（B）投加氧化剂对吸附饱和后的非极性树脂进行氧化处理，氧化剂投加量以摩尔比计，为被吸附有机物的1~30倍，反应时间为0.5~48小时；
（C）氧化处理后，树脂得到再生，恢复吸附能力，水洗后进入下一个工作循环。
所述的非极性吸附树脂可以是国产NDA-150、NDA-1800、NDA-16等非极性吸附树脂（江苏南大金山环保科技有限公司），或美国生产的Amberlite XAD-1、Amberlite XAD-2、Amberlite XAD-3、Amberlite XAD-4（美国Rohm-haas公司）等非极性吸附树脂；
步骤（B）中，所述的氧化剂为双氧水、二氧化氯、次氯酸钠或上述氧化剂的混合物；氧化剂投加量以摩尔比计，为被吸附有机物的1~50倍；反应时间为0.5~48小时。
实施例1
将10mL吸附有对硝基苯酚的负载有铁酞菁的非极性吸附树脂Amberlite XAD-4（铁酞菁负载量为2.5%）浸没于100mL质量浓度为0.5%的双氧水溶液中，溶液pH值为3，50℃下搅拌反应10小时，树脂所吸附的对硝基苯酚被完全降解脱附，树脂恢复吸附能力，滤出树脂水洗后即可再次使用。经过5次吸附脱附循环后树脂的吸附量为初始吸附量的95%。
实施例2
将10mL吸附有苯酚的负载有铁酞菁和锰酞菁的非极性吸附树脂Amberlite XAD-3（铁酞菁和锰酞菁的总负载量为3.5%）浸没于80mL质量浓度为1%的双氧水溶液中，溶液pH值为3，50℃下搅拌反应8小时，树脂所吸附的苯酚被完全降解脱附，树脂恢复吸附能力，滤出树脂水洗后即可再次使用。
实施例3
将100mL吸附有对硝基苯酚的负载有铁酞菁的非极性吸附树脂NDA-16（铁酞菁负载量为5.0%）浸没于1000mL质量浓度为0.5%的二氧化氯和质量浓度为0.5%的双氧水溶液中，溶液pH值为4，40℃下搅拌反应5小时，树脂所吸附的对硝基苯酚被完全降解脱附，树脂恢复吸附能力，滤出树脂水洗后即可再次使用。
实施例4
将100mL吸附有苯甲酸的负载有钴酞菁的非极性树脂NDA-1800（钴酞菁负载量为5.1%）浸没于1000mL质量浓度为1%的双氧水溶液中，溶液pH值为5，60℃下搅拌反应10小时，树脂所吸附的苯甲酸被完全降解脱附，树脂恢复吸附能力，滤出树脂水洗后即可再次使用。
实施例5
将100mL吸附有苯胺的负载有锌酞菁的非极性吸附树脂Amberlite XAD-4（锌酞菁负载量为6.2%）浸没于1500mL质量浓度为0.5%的次氯酸钠水溶液中，溶液pH值为5，60℃下搅拌反应5小时，树脂所吸附的苯胺被完全降解脱附，树脂恢复吸附能力，滤出树脂水洗后即可再次使用。
实施例6
将1L吸附有硝基苯和氯化苯的负载有钴酞菁的非极性吸附树脂NDA-1800（钴酞菁负载量为8.3%）浸没于10L质量浓度为1%的二氧化氯和质量浓度为0.5%的双氧水溶液中，溶液pH值为7，60℃下搅拌反应15小时，树脂所吸附的硝基苯和氯化苯被完全降解脱附，树脂恢复吸附能力，滤出树脂水洗后即可再次使用。
实施例7
上述实施例1~6所使用的吸附有机化合物的非极性吸附树脂，均是采用浸渍法在相应的非极性树脂上负载金属酞菁得到，金属酞菁的负载量为实施例需要量。
金属酞菁负载的具体方法如下：
1、250mL三颈烧瓶（三颈烧瓶上装有机械搅拌，回流冷凝管）中，加入120mL硝基苯，在机械搅拌下，加入第一批无水氯化锌1.5克，搅拌半小时后再加入第二批无水氯化锌1.5克，搅拌半小时。
2、加入所需量的金属酞菁，搅拌半小时，加入20克树脂，搅拌下浸泡过夜。
3、升温至75℃，在搅拌下反应12小时（或过夜）。
4、反应结束后，滤出树脂，先加少量乙醇浸泡半小时（玻璃棒间歇搅拌），再用水冲洗，之后用浓硫酸浸泡（用玻璃棒间歇搅拌）10分钟，再用大量水冲洗至中性。
5、最后将水洗至中性的树脂沥干水分，用无水乙醇或丙酮抽提5小时后，在烘箱中80℃以下烘干，即得产品。
Claims (4)
1.一种吸附有机化合物的非极性吸附树脂，载体为非极性树脂，其特征在于，采用浸渍法在非极性树脂上负载金属酞菁得到负载金属酞菁的非极性吸附树脂，所述的金属酞菁的负载量为树脂总质量的0.1-30%；所述的非极性树脂，是具有苯乙烯-二乙烯苯或者聚二乙烯苯骨架的非极性大孔吸附树脂。
2.根据权利要求1所述的吸附有机化合物的非极性吸附树脂，其特征在于，所述的金属酞菁为铁酞菁、锌酞菁、锰酞菁、钴酞菁、铝酞菁中的至少一种。
3.一种权利要求1或2所述的吸附有机化合物的非极性吸附树脂的再生方法，其特征在于，将吸附饱和后的负载金属酞菁的非极性吸附树脂置于水溶液中，控制溶液pH值为1~12，温度20~100℃；投加氧化剂进行氧化处理，氧化剂投加量以摩尔比计，为被吸附有机物的1~30倍，反应时间为0.5~48小时；氧化处理后，水洗后进入下一个工作循环。
4.根据权利要求3所述的吸附有机化合物的非极性吸附树脂的再生方法，其特征在于，所述的氧化剂为双氧水、二氧化氯、次氯酸钠或中的任意一种或任意几种的混合物。
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