CN105126790A - 一种同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的合成及应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的合成及应用方法，属于高分子吸附树脂的合成技术领域。本发明合成了一种同时具有吡啶基团和三乙胺基团的复合功能树脂，该复合功能树脂同时具有吡啶过渡金属络合物对磷酸盐的选择性吸附作用及三乙胺基团对硝酸盐的选择性吸附作用，在溶液中存在其他溶解性共存阴离子如硫酸根、碳酸氢根或/和氯离子时能够选择性的吸附硝酸盐与磷酸盐，从而达到同时选择性去除硝酸盐和磷酸盐的目的，实现了污水处理厂生化处理二级出水中低浓度硝酸盐和磷酸盐的深度去除。
Description
技术领域
本发明属于高分子吸附树脂的合成技术领域，具体涉及一种同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的合成及应用方法。
背景技术
氮、磷是引起水体富营养化的主要元素，工业和城市污水处理厂排水被认为是造成接收水体富营养化的N、P的主要来源。我国自2003年7月1日起实施《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）后，对城镇污水处理厂出水氨氮、TN、TP提出了严格的要求（TN<15mg/L，TP<0.5mg/L)。目前国内城市污水普遍采用二级生化法处理，但由于常规工艺中存在碳源、泥龄和硝酸盐等问题，使得现行被广泛应用的生物脱氮除磷工艺系统对N、P的同时去除效果不佳，出水氮、磷等指标难以稳定达标（付乐,李树苑,钱望新等.低碳源城市污水的强化脱氮除磷工艺研究.中国给水排水.2009,25(1):26-29；陈进军,王长伟,韩蕙等.城市污水二级硝化出水的离子交换脱氮除磷.环境化学.2009,28(6):799-803；李彬,宁平,陈玉保等.氧化镧改性沸石除磷脱氮研究.武汉理工大学学报.2005,27(9):56-59）。因此，针对污水处理厂二级出水中的硝酸盐和磷酸盐，开展深度处理特别是同步去除技术的研究势在必行。
对于低浓度的硝酸盐或磷酸盐去除，吸附技术由于去除率高、吸附速度快、工艺简单和操作方便等特点而被认为是最有前途的技术之一，受到越来越多的学者关注。目前，对于水体中硝酸盐去除，已开发了对硝酸盐具有较高吸附选择性的三乙胺胺化的强碱离子交换树脂（SamatyaS,KabayN,YukselU,ArdaM,YukselM.Removalofnitratefromaqueoussolutionbynitrateselectiveionexchangeresins.Reactive&FunctionalPolymers.2006,66(11):1206-1214；SamatyaS,YukselU,ArdaM,KabayN,YukselM.Investigationofselectivityandkineticbehaviorofstrong-baseionexchangeresinPuroliteA520Efornitrateremovalfromaqueoussolution.SeparationScienceandTechnology.2006,41(13):2973-2988），该树脂在水体中存在溶解性共存阴离子（SO4 2－、HCO3 -、Cl－等）时可选择性去除硝酸盐，但对磷酸盐没有选择性吸附作用。而对于磷酸盐，大量不同类型的吸附材料如粉煤灰、天然矿石、农业废弃物、沸石及改性沸石、离子交换树脂等被开发并研究其对水体中磷酸盐的吸附，尤其是在合适的载体上制备金属络合物吸附剂，具有提高吸附材料的物化稳定性及对磷酸盐的吸附选择性的优点（HenryWD,ZhaoDY,SenGuptaAK,LangeC.Preparationandcharacterizationofanewclassofpolymericligandexchangersforselectiveremovaloftracecontaminantsfromwater.Reactive&FunctionalPolymers.2004:60109-60120）。这种金属络合物吸附剂可在水体中存在溶解性共存阴离子（SO4 2－、HCO3 -、Cl－等）时达到选择性去除磷酸盐的目的，但这种材料对硝酸盐并无选择性吸附作用。
然而，将吸附技术用于污水处理厂生化处理二级出水中硝酸盐及磷酸盐的同步去除研究还少见报道，且很少考虑水体中普遍存在的SO4 2－、HCO3 -、Cl－等共存阴离子的竞争吸附影响。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种能够同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的合成及应用方法，该复合功能树脂在水体中存在SO4 2-、HCO3 -、Cl-等溶解性共存阴离子时，可同时选择性去除水体中的硝酸盐和磷酸盐，实现了污水处理厂生化处理二级出水中低浓度硝酸盐及磷酸盐的同步深度去除。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的合成方法，其特征在于具体步骤为：
（1）将氯化钠、碳酸钠、硫酸钠、硫酸镁或明胶中的一种或多种混合溶于水中，制成水相；
（2）以氯甲基苯乙烯和4-乙烯吡啶为单体，二乙烯苯为交联剂，甲苯、汽油或液蜡中的一种或多种混合为致孔剂，过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈为引发剂，将单体、交联剂、致孔剂和引发剂混合均匀得到聚合反应的有机相，即油相；
（3）将水相加入到反应容器中，加热升温至45-50℃加入亚甲基蓝作为分散剂，然后将油相加入到反应容器中，搅拌使油相分散均匀，再以5℃/min的升温速率继续加热升温至75℃保温1-2h，继续升温至80℃保温2-3h，反应完全后降至室温，将反应容器中的反应混合物过滤得到球形颗粒，用甲醇或乙醇清洗去除球形颗粒孔道中残留的致孔剂，经气流干燥后得到氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂；
（4）在反应容器中将氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂在乙醇中充分溶胀，然后加入三乙胺溶液，搅拌加热升温至70℃使其充分反应，反应完全后降至室温，将树脂滤出，用去离子水、甲醇或乙醇清洗，并用乙醇作溶剂抽提后烘干得到同时具有吡啶基团和三乙胺基团的树脂；
（5）将同时具有吡啶基团和三乙胺基团的树脂通过过渡金属盐溶液进行过渡金属的负载得到同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂。
进一步限定，步骤（2）中的以氯甲基苯乙烯、4-乙烯吡啶和二乙烯苯为单体相中的氯甲基苯乙烯占单体相总质量的30%-40%，4-乙烯吡啶为单体相总质量的30%-50%，二乙烯苯为单体相总质量的10%-40%。
进一步限定，步骤（3）中亚甲基蓝的加入量为水相体积的0.3%-0.6%。
进一步限定，步骤（4）中的氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂在乙醇中充分溶胀，乙醇的用量为氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂质量的5-10倍，溶胀2h以上，三乙胺溶液的加入量为氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂质量的2-5倍，于70℃反应8h以上。
进一步限定，步骤（5）中的过渡金属盐溶液的pH值范围为2.0-5.0，质量浓度范围为500-1000mg/L，过渡金属盐为二价铜盐或三价铁盐。
本发明所述的同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的应用方法，其特征在于具体应用步骤为：将复合功能树脂装入树脂交换柱中，配制含硝酸盐、磷酸盐及其他溶解性共存阴离子的混合溶液，其中其他溶解性共存阴离子为硫酸根、碳酸氢根或氯离子中的一种或多种，将此混合溶液以10-20BV/h的流速通过树脂交换柱，吸附完成后，用氯化钠溶液进行脱附，脱附后的树脂交换柱重复循环使用。
进一步限定，所述的含有硝酸盐、磷酸盐及其他溶解性共存阴离子的混合溶液的pH值范围为7.0-9.0。
进一步限定，所述的氯化钠溶液的质量分数为2%-5%。
进一步限定，所述的氯化钠溶液的pH值范围为3.0-5.0。
本发明所述的同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的应用方法，其特征在于该复合功能树脂应用于生化处理二级出水中硝酸盐及磷酸盐的去除，具体应用步骤为：将复合功能树脂装入树脂交换柱中，然后将生化处理二级出水通过树脂交换柱，吸附完成后，用氯化钠溶液进行脱附，脱附后的树脂交换柱重复循环使用。
本发明的优点在于合成了一种同时具有吡啶基团和三乙胺基团的复合功能树脂，该复合功能树脂同时具有吡啶过渡金属络合物对磷酸盐的选择性吸附作用及三乙胺基团对硝酸盐的选择性吸附作用，在溶液中存在其他溶解性共存阴离子如硫酸根、碳酸氢根或/和氯离子时能够选择性的吸附硝酸盐与磷酸盐，从而达到同时选择性去除硝酸盐和磷酸盐的目的，实现了污水处理厂生化处理二级出水中低浓度硝酸盐和磷酸盐的深度去除。
附图说明
图1为本发明实施例1制得的同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的FT-IR图谱，从中可以判断，1600.3cm-1、1561.0cm-1、1450.0cm-1、1417.8cm-1处的吸收峰证明了吡啶基团的存在；另外，在3119.9cm-1处的吸收峰证明了胺基的存在。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的合成
（1）常温下，将7g氯化钠、8g碳酸钠、2g硫酸钠、20g硫酸镁和8g明胶混合溶于500mL水中，制成水相；
（2）将12g氯甲基苯乙烯、15g4-乙烯吡啶、3g二乙烯苯、18g甲苯、14g汽油、2g液蜡、0.15g过氧化苯甲酰和0.4g偶氮二异丁腈混合均匀得到聚合反应的有机相，即油相；
（3）将水相加入到圆底三口烧瓶中，加热升温至50℃加入4滴亚甲基蓝，然后将油相加入到三口烧瓶中，搅拌使油相分散均匀，以5℃/min的升温速率继续加热升温至75℃维持2h，然后升温至80℃维持2h后停止反应，然后降至室温，将三口烧瓶中反应混合物过滤即可得到球形颗粒，用乙醇清洗去除球形颗粒孔道中残留的致孔剂，经气流干燥后得到氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂；
（4）在圆底三口烧瓶中将50g氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂在250g乙醇中充分溶胀，加入100g三乙胺溶液，搅拌加热升温至70℃反应10h，然后降至室温，将树脂滤出，用去离子水清洗，并用乙醇作溶剂抽提后烘干得到同时具有吡啶基团和三乙胺基团的树脂。
将该同时具有吡啶基团和三乙胺基团的树脂通过质量浓度为1000mg/L，pH=4.0的Cu（）溶液进行金属铜的负载，然后将NO3 --N（15mg/L）、PO4 3-P（5mg/L）和SO4 2-（150mg/L）混合溶液（溶液pH为8.0）以15BV/h的流速通过装有已负载金属树脂的吸附柱中，该树脂可选择性吸附NO3 --N和PO4 3--P，NO3 --N对SO4 2-的选择性系数为78，PO4 3--P对SO4 2-的选择性系数为1021；将质量浓度为4%，pH=4.0的氯化钠溶液通过该吸附柱，当消耗氯化钠溶液体积为8BV时，脱附率可达98%。
实施例2
同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的合成
（1）常温下，将10g氯化钠、15g碳酸钠、5g硫酸钠、18g硫酸镁和8g明胶混合溶于500mL水中，制成水相；
（2）将13g氯甲基苯乙烯、14g4-乙烯吡啶、5g二乙烯苯、20g甲苯、15g汽油、2g液蜡、0.35g过氧化苯甲酰和0.20g偶氮二异丁腈混合均匀得到聚合反应的有机相，即油相；
（3）将水相加入到圆底三口烧瓶中，加热升温至50℃加入5滴亚甲基蓝，然后将油相加入到三口烧瓶中，搅拌使油相分散均匀，以5℃/min的升温速率继续加热升温至75℃维持2h，然后升温至80℃维持2h后停止反应，然后降至室温，将三口烧瓶中反应混合物过滤即可得到球形颗粒，用甲醇清洗去除球形颗粒孔道中残留的致孔剂，经气流干燥后得到氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂；
（4）在圆底三口烧瓶中将50g氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂在500g乙醇中充分溶胀，加入100g三乙胺溶液，搅拌加热升温至70℃反应10h，然后降至室温，将树脂滤出，用甲醇清洗，并用乙醇作溶剂抽提后烘干得到同时具有吡啶基团和三乙胺基团的树脂。
将该同时具有吡啶基团和三乙胺基团的树脂通过质量浓度为800mg/L，pH=5.0的Cu（）溶液进行金属铜的负载，将NO3 --N（15mg/L）、PO4 3-P（5mg/L）和SO4 2-（150mg/L）混合溶液（溶液pH为8.0）以10BV/h的流速通过装有已负载金属树脂的吸附柱中，该树脂可选择性吸附NO3 --N和PO4 3--P，NO3 --N对SO4 2-的选择性系数为85，PO4 3--P对SO4 2-的选择性系数为980；将质量浓度为4%，pH=4.0的氯化钠溶液通过该吸附柱，当消耗氯化钠溶液体积为10BV时，脱附率可达95%。
实施例3
同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的合成
（1）常温下，将15g氯化钠、9g碳酸钠、8g硫酸钠、20g硫酸镁和10g明胶混合溶于500mL水中，制成水相；
（2）将10g氯甲基苯乙烯、9g4-乙烯吡啶、12g二乙烯苯、10g甲苯、20g汽油、2g液蜡、0.20g过氧化苯甲酰和0.32g偶氮二异丁腈混合均匀得到聚合反应的有机相，即油相；
（3）将水相加入到圆底三口烧瓶中，加热升温至45℃加入6滴亚甲基蓝，然后将油相加入到三口烧瓶中，搅拌使油相分散均匀，以5℃/min的升温速率继续加热升温至75℃维持2h，然后升温至80℃维持2h后停止反应，然后降至室温，将三口烧瓶中反应混合物过滤即可得到球形颗粒，用乙醇清洗去除球形颗粒孔道中残留的致孔剂，经气流干燥后得到氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂；
（4）在圆底三口烧瓶中将20g氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂在100g乙醇中充分溶胀，加入100g三乙胺溶液，搅拌加热升温至70℃反应12h，然后降至室温，将树脂滤出，用乙醇清洗，并用乙醇作溶剂抽提后烘干得到同时具有吡啶基团和三乙胺基团的树脂。
将该同时具有吡啶基团和三乙胺基团的树脂通过质量浓度为500mg/L，pH=2.0的Fe（）溶液进行金属铁的负载，将NO3 --N（15mg/L）、PO4 3-P（5mg/L）和SO4 2-（150mg/L）混合溶液（溶液pH为8.0）以20BV/h的流速通过装有已负载金属树脂的吸附柱中，该树脂可选择性吸附NO3 --N和PO4 3--P，NO3 --N对SO4 2-的选择性系数为96，PO4 3--P对SO4 2-的选择性系数为995；将质量浓度为4%，pH=4.0的氯化钠溶液通过该吸附柱，当消耗氯化钠溶液体积为7BV时，脱附率可达97%。
实施例4
同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的合成
（1）常温下，将6g氯化钠、12g碳酸钠、9g硫酸钠、15g硫酸镁和8g明胶混合溶于500mL水中，制成水相；
（2）将12g氯甲基苯乙烯、9g4-乙烯吡啶、11g二乙烯苯、18g甲苯、15g汽油、0.30g过氧化苯甲酰和0.20g偶氮二异丁腈混合均匀得到聚合反应的有机相，即油相；
（3）将水相加入到圆底三口烧瓶中，加热升温至50℃加入5滴亚甲基蓝，然后将油相加入到三口烧瓶中，搅拌使油相分散均匀，以5℃/min的升温速率继续加热升温至75℃维持1h，然后升温至80℃维持3h后停止反应，然后降至室温，将三口烧瓶中反应混合物过滤即可得到球形颗粒，用乙醇清洗去除球形颗粒孔道中残留的致孔剂，经气流干燥后得到氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂；
（4）在圆底三口烧瓶中将20g氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂在120g乙醇中充分溶胀，加入100g三乙胺溶液，搅拌加热升温至70℃反应9h，然后降至室温，将树脂滤出，用去离子水清洗，并用乙醇作溶剂抽提后烘干得到同时具有吡啶基团和三乙胺基团的树脂。
将该同时具有吡啶基团和三乙胺基团的树脂通过质量浓度为800mg/L，pH=2.5的Fe（）溶液进行金属铁的负载，将NO3 --N（15mg/L）、PO4 3--P（5mg/L）和HCO3 -（180mg/L）混合溶液（溶液pH为8.0）以15BV/h的流速通过装有已负载金属树脂的吸附柱中，该树脂可选择性吸附NO3 --N和PO4 3--P，NO3 --N对HCO3 -的选择性系数为102，PO4 3--P对HCO3 -的选择性系数为853；将质量浓度为4%，pH=4.0的氯化钠溶液通过该吸附柱，当消耗氯化钠溶液体积为10BV时，脱附率可达98%。
实施例5
同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的合成
（1）常温下，将8g氯化钠、13g碳酸钠、10g硫酸钠、13g硫酸镁和8g明胶混合溶于500mL水中，制成水相；
（2）将10g氯甲基苯乙烯、15g4-乙烯吡啶、8g二乙烯苯、13g甲苯、15g汽油、2g液蜡、0.15g过氧化苯甲酰和0.30g偶氮二异丁腈混合均匀得到聚合反应的有机相，即油相；
（3）将水相加入到圆底三口烧瓶中，加热升温至50℃加入6滴亚甲基蓝，然后将油相加入到三口烧瓶中，搅拌使油相分散均匀，以5℃/min的升温速率继续加热升温至75℃维持2h，然后升温至80℃维持2h后停止反应，然后降至室温，将三口烧瓶中反应混合物过滤即可得到球形颗粒，用乙醇清洗去除球形颗粒孔道中残留的致孔剂，经气流干燥后得到氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂；
（4）在圆底三口烧瓶中将40g氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂在200g乙醇中充分溶胀，加入100g三乙胺溶液，搅拌加热升温至70℃反应13h，然后降至室温，将树脂滤出，用乙醇清洗，并用乙醇作溶剂抽提后烘干得到同时具有吡啶基团和三乙胺基团的树脂。
将该同时具有吡啶基团和三乙胺基团的树脂通过质量浓度为1000mg/L，pH=2.0的Fe（）溶液进行金属铁的负载，将NO3 --N（15mg/L）、PO4 3--P（5mg/L）和HCO3 -（180mg/L）混合溶液（溶液pH为7.0）以15BV/h的流速通过装有已负载金属树脂的吸附柱中，该树脂可选择性吸附NO3 --N和PO4 3--P，NO3 --N对HCO3 -的选择性系数为96，PO4 3--P对HCO3 -的选择性系数为895；将质量浓度为2%，pH=5.0的氯化钠溶液通过该吸附柱，当消耗氯化钠溶液体积为12BV时，脱附率可达98%。
实施例6
同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的合成
（1）常温下，将7g氯化钠、9g碳酸钠、15g硫酸钠、14g硫酸镁和8g明胶混合溶于500mL水中，制成水相；
（2）将12g氯甲基苯乙烯、10g4-乙烯吡啶、8g二乙烯苯、18g甲苯、12g汽油、0.25g过氧化苯甲酰和0.15g偶氮二异丁腈混合均匀得到聚合反应的有机相，即油相；
（3）将水相加入到圆底三口烧瓶中，加热升温至50℃加入6滴亚甲基蓝，然后将油相加入到三口烧瓶中，搅拌使油相分散均匀，以5℃/min的升温速率继续加热升温至75℃维持2h，然后升温至80℃维持2h后停止反应，然后降至室温，将三口烧瓶中反应混合物过滤即可得到球形颗粒，用乙醇清洗去除球形颗粒孔道中残留的致孔剂，经气流干燥后得到氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂；
（4）在圆底三口烧瓶中将30g氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂在150g乙醇中充分溶胀，加入100g三乙胺溶液，搅拌加热升温至70℃反应10h，然后降至室温，将树脂滤出，用乙醇清洗，并用乙醇作溶剂抽提后烘干得到同时具有吡啶基团和三乙胺基团的树脂。
将该同时具有吡啶基团和三乙胺基团的树脂通过质量浓度为600mg/L，pH=4.5的Cu（）溶液进行金属铜的负载，将NO3 --N（15mg/L）、PO4 3--P（5mg/L）和Cl-（160mg/L）混合溶液（溶液pH为9.0）以15BV/h的流速通过装有已负载金属树脂的吸附柱中，该树脂可选择性吸附NO3 --N和PO4 3--P，NO3 --N对Cl-的选择性系数为152，PO4 3--P对Cl-的选择性系数为903；将质量浓度为5%，pH=3.0的氯化钠溶液通过该吸附柱，当消耗氯化钠溶液体积为8BV时，脱附率可达96%。
实施例7
同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的合成
（1）常温下，将9g氯化钠、10g碳酸钠、12g硫酸钠、8g硫酸镁和8g明胶混合溶于500mL水中，制成水相；
（2）将11g氯甲基苯乙烯、15g4-乙烯吡啶、5g二乙烯苯、15g甲苯、17g汽油、0.35g过氧化苯甲酰和0.15g偶氮二异丁腈混合均匀得到聚合反应的有机相，即油相；
（3）将水相加入到圆底三口烧瓶中，加热升温50℃加入4滴亚甲基蓝，然后将油相加入到三口烧瓶中，搅拌使油相分散均匀，以5℃/min的升温速率继续加热升温至75℃维持2h，然后升温至80℃维持2h后停止反应，然后降至室温，将三口烧瓶中反应混合物过滤即可得到球形颗粒，用乙醇清洗去除球形颗粒孔道中残留的致孔剂，经气流干燥后得到氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂；
（4）在圆底三口烧瓶中将20g氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂在100g乙醇中充分溶胀，加入100g三乙胺溶液，搅拌加热升温至70℃反应8h，然后降至室温，将树脂滤出，用乙醇清洗，并用乙醇作溶剂抽提后烘干得到同时具有吡啶基团和三乙胺基团的树脂。
将该同时具有吡啶基团和三乙胺基团的树脂通过质量浓度为500mg/L，pH=2.5的Fe（）溶液进行金属铁的负载，将NO3 --N（15mg/l）、PO4 3--P（5mg/L）和Cl-（160mg/L）混合溶液（溶液pH为8.0）以15BV/h的流速通过装有已负载金属树脂的吸附柱中，该树脂可选择性吸附NO3 --N和PO4 3--P，NO3 --N对Cl-的选择性系数为143，PO4 3--P对Cl-的选择性系数为945；将质量浓度为4%，pH=4.0的氯化钠溶液通过该吸附柱，当消耗氯化钠溶液体积为10BV时，脱附率可达98%。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。
Claims (10)
1.一种同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的合成方法，其特征在于具体步骤为：
（1）将氯化钠、碳酸钠、硫酸钠、硫酸镁或明胶中的一种或多种混合溶于水中，制成水相；
（2）以氯甲基苯乙烯和4-乙烯吡啶为单体，二乙烯苯为交联剂，甲苯、汽油或液蜡中的一种或多种混合为致孔剂，过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈为引发剂，将单体、交联剂、致孔剂和引发剂混合均匀得到聚合反应的有机相，即油相；
（3）将水相加入到反应容器中，加热升温至45-50℃加入亚甲基蓝作为分散剂，然后将油相加入到反应容器中，搅拌使油相分散均匀，再以5℃/min的升温速率继续加热升温至75℃保温1-2h，继续升温至80℃保温2-3h，反应完全后降至室温，将反应容器中的反应混合物过滤得到球形颗粒，用甲醇或乙醇清洗去除球形颗粒孔道中残留的致孔剂，经气流干燥后得到氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂；
（4）在反应容器中将氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂在乙醇中充分溶胀，然后加入三乙胺溶液，搅拌加热升温至70℃使其充分反应，反应完全后降至室温，将树脂滤出，用去离子水、甲醇或乙醇清洗，并用乙醇作溶剂抽提后烘干得到同时具有吡啶基团和三乙胺基团的树脂；
（5）将同时具有吡啶基团和三乙胺基团的树脂通过过渡金属盐溶液进行过渡金属的负载得到同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂。
2.根据权利要求1所述的同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的合成方法，其特征在于：步骤（2）中的以氯甲基苯乙烯、4-乙烯吡啶和二乙烯苯为单体相中的氯甲基苯乙烯占单体相总质量的30%-40%，4-乙烯吡啶为单体相总质量的30%-50%，二乙烯苯为单体相总质量的10%-40%。
3.根据权利要求1所述的同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的合成方法，其特征在于：步骤（3）中亚甲基蓝的加入量为水相体积的0.3%-0.6%。
4.根据权利要求1所述的同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的合成方法，其特征在于：步骤（4）中的氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂在乙醇中充分溶胀，乙醇的用量为氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂质量的5-10倍，溶胀2h以上，三乙胺溶液的加入量为氯甲基化大孔聚苯乙烯-二乙烯苯树脂质量的2-5倍，于70℃反应8h以上。
5.根据权利要求1所述的同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的合成方法，其特征在于：步骤（5）中的过渡金属盐溶液的pH值范围为2.0-5.0，质量浓度范围为500-1000mg/L，过渡金属盐为二价铜盐或三价铁盐。
6.一种同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的应用方法，其特征在于具体应用步骤为：将复合功能树脂装入树脂交换柱中，配制含硝酸盐、磷酸盐及其他溶解性共存阴离子的混合溶液，其中其他溶解性共存阴离子为硫酸根、碳酸氢根或氯离子中的一种或多种，将此混合溶液以10-20BV/h的流速通过树脂交换柱，吸附完成后，用氯化钠溶液进行脱附，脱附后的树脂交换柱重复循环使用。
7.根据权利要求6所述的同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的应用方法，其特征在于：所述的含有硝酸盐、磷酸盐及其他溶解性共存阴离子的混合溶液的pH值范围为7.0-9.0。
8.根据权利要求6所述的同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的应用方法，其特征在于：所述的氯化钠溶液的质量浓度为2%-5%。
9.根据权利要求6所述的同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的应用方法，其特征在于：所述的氯化钠溶液的pH值范围为3.0-5.0。
10.一种同时选择性去除硝酸盐及磷酸盐的复合功能树脂的应用方法，其特征在于该复合功能树脂应用于生化处理二级出水中硝酸盐及磷酸盐的去除，具体应用步骤为：将复合功能树脂装入树脂交换柱中，然后将生化处理二级出水通过树脂交换柱，吸附完成后，用氯化钠溶液进行脱附，脱附后的树脂交换柱重复循环使用。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105732874A (zh) * | 2016-02-17 | 2016-07-06 | 马鞍山中创环保科技有限公司 | 一类含磷类高效的金属离子吸附材料及其制备方法 |
| CN107244771A (zh) * | 2017-08-15 | 2017-10-13 | 扬州大学 | 一种深度处理硝酸盐和亚硝酸盐混合废水的方法和系统 |
| CN107442071A (zh) * | 2017-09-20 | 2017-12-08 | 扬州大学 | 一种同步选择性吸附磷和硝酸盐的纳米复合材料及应用 |
| CN108079968A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-05-29 | 河南师范大学 | 一种同步去除水中硝酸盐和磷酸盐的纳米复合吸附剂及其制备方法和应用 |
| CN109626522A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-04-16 | 河南师范大学 | 树脂基金属纳米颗粒催化剂电催化去除水中硝酸盐的方法 |
| CN110368911A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-10-25 | 海南师范大学 | 一种吡啶功能化壳聚糖吸附剂的制备方法 |
| CN111224046A (zh) * | 2018-11-26 | 2020-06-02 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种复合膜在锂硫电池中的应用 |
| CN113070045A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-06 | 临沂海普新材料科技有限公司 | 一种去除工业废水中硝酸盐的吸附剂制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| CN102390879A (zh) * | 2011-10-17 | 2012-03-28 | 南京大学 | 一种同时选择性去除二级生化出水中硝酸盐与磷酸盐的方法 |
| WO2014112765A1 (ko) * | 2013-01-15 | 2014-07-24 | (주)티에스케이워터 | 활성슬러지 체류부를 구비한 하·폐수 처리장치 및 이를 이용한 하·폐수의 질소 저감방법 |
-
2015
- 2015-09-06 CN CN201510556733.8A patent/CN105126790A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| CN102390879A (zh) * | 2011-10-17 | 2012-03-28 | 南京大学 | 一种同时选择性去除二级生化出水中硝酸盐与磷酸盐的方法 |
| WO2014112765A1 (ko) * | 2013-01-15 | 2014-07-24 | (주)티에스케이워터 | 활성슬러지 체류부를 구비한 하·폐수 처리장치 및 이를 이용한 하·폐수의 질소 저감방법 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105732874A (zh) * | 2016-02-17 | 2016-07-06 | 马鞍山中创环保科技有限公司 | 一类含磷类高效的金属离子吸附材料及其制备方法 |
| CN107244771A (zh) * | 2017-08-15 | 2017-10-13 | 扬州大学 | 一种深度处理硝酸盐和亚硝酸盐混合废水的方法和系统 |
| CN107244771B (zh) * | 2017-08-15 | 2021-04-09 | 扬州大学 | 一种深度处理硝酸盐和亚硝酸盐混合废水的方法和系统 |
| CN107442071A (zh) * | 2017-09-20 | 2017-12-08 | 扬州大学 | 一种同步选择性吸附磷和硝酸盐的纳米复合材料及应用 |
| CN108079968A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-05-29 | 河南师范大学 | 一种同步去除水中硝酸盐和磷酸盐的纳米复合吸附剂及其制备方法和应用 |
| CN111224046A (zh) * | 2018-11-26 | 2020-06-02 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种复合膜在锂硫电池中的应用 |
| CN111224046B (zh) * | 2018-11-26 | 2023-04-18 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种复合膜在锂硫电池中的应用 |
| CN109626522A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-04-16 | 河南师范大学 | 树脂基金属纳米颗粒催化剂电催化去除水中硝酸盐的方法 |
| CN110368911A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-10-25 | 海南师范大学 | 一种吡啶功能化壳聚糖吸附剂的制备方法 |
| CN113070045A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-06 | 临沂海普新材料科技有限公司 | 一种去除工业废水中硝酸盐的吸附剂制备方法 |
| CN113070045B (zh) * | 2021-04-29 | 2022-05-24 | 临沂海普新材料科技有限公司 | 一种去除工业废水中硝酸盐的吸附剂制备方法 |
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