CN106669634A - 一种磁性萃淋树脂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种磁性萃淋树脂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种磁性萃淋树脂，所述磁性萃淋树脂的组分包括四氧化三铁、萃取剂以及聚(苯乙烯‑二乙烯基苯)。所述磁性萃淋树脂的制备方法为采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁，将得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。所述磁性萃淋树脂能够高效萃取废液中的Cd(II)，所述制备方法有机溶剂用量少，对环境友好，降低了生产成本，同时所述制备方法工艺简单，可用于工业化生产。

Description

一种磁性萃淋树脂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于水处理领域，涉及一种磁性萃淋树脂、制备方法及其应用，具体涉及一种对二价镉废水具有优良的吸附性能的磁性萃淋树脂、制备方法及其应用。
背景技术
镉是一种重要的化工原料，目前在镍镉电池制造、化肥和农药的生产、电镀、金属冶炼及矿石提炼等行业得到了广泛的应用。但由此产生的大量含镉废水给人类和环境带来了极大的危害。镉在水体中主要以Cd(II)形式存在，属于一类污染物，国家规定的镉排放标准仅为0.1mg/L，饮用水中Cd(II)的含量小于0.005mg/L，对其处理具有重要的意义。
目前应用于镉废水的处理方法主要包括化学沉淀法、离子交换法、絮凝法、浮选法、膜分离技术、电化学处理法及吸附法等。其中化学沉淀法是目前应用比较广泛的一种方法，主要是通过适当的化学反应，将水体溶解态的重金属转变成难溶于水或不溶于水的重金属氧化物，然后将这些化合物从水体中去除。但该方法会产生大量富含重金属的污泥，且污泥的处理成本和相关维修费用较高。
吸附法具有操作简便、成本较低、工艺简单、金属离子容易回收、吸附剂可以循环再生使用等优点，已经在废水处理过程中被广泛应用。磁性萃淋树脂作为金属处理的重要吸附材料之一，既具有溶剂萃取的高选择性和高效性，又像离子交换一样操作方便、无污染。同时，随着磁性分离技术的发展，磁性吸附剂在Cd(Ⅱ)废水处理方面展现出良好的应用前景。
因此开发一种可用于Cd(II)分离的新型磁性磁性萃淋树脂及其制备方法，具有十分重要的意义。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种磁性萃淋树脂及其制备方法和应用，所述磁性萃淋树脂能够高效萃取废液中的Cd(II)，所述制备方法有机溶剂用量少，对环境友好，降低了生产成本，同时所述制备方法工艺简单，可用于工业化生产。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明目的之一在于提供一种磁性萃淋树脂，所述磁性萃淋树脂的组分包括四氧化三铁、萃取剂以及聚(苯乙烯-二乙烯基苯)，所述四氧化三铁和萃取剂负载于聚(苯乙烯-二乙烯基苯)。
作为本发明优选的技术方案，所述磁性萃淋树脂中四氧化三铁的质量分数为5～20％，如5％、6％、8％、10％、12％、15％、18％或20％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述磁性萃淋树脂中萃取剂的质量分数为20～45％，如20％、25％、30％、35％、40％或45％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述磁性萃淋树脂中聚(苯乙烯-二乙烯基苯)的质量分数为40％～60％，如40％、42％、45％、48％、50％、52％、55％、58％或60％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述萃取剂为Cyanex 272。
本发明目的之二在于提供一种上述磁性萃淋树脂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁；
(2)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述共沉淀法制备油酸修饰的四氧化三铁包括以下步骤：
(a)将三氯化铁和二氯化铁溶解于水中，得到混合水溶液；
(b)在惰性气体保护下加热，并向步骤(a)得到的混合水溶液中加入浓氨水，待溶液变黑后，加入油酸，反应得到油酸修饰的四氧化三铁。
作为本发明优选的技术方案，步骤(a)所述三氯化铁与二氯化铁的摩尔比为(1～3):1，如1:1、1.2:1、1.5:1、1.8:1、2:1、2.2:1、2.5:1、2.8:1或3:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(a)所述混合水溶液中三氯化铁的浓度为0.1～0.5mol/L，如0.1mol/L、0.15mol/L、0.2mol/L、0.25mol/L、0.3mol/L、0.35mol/L、0.4mol/L、0.45mol/L或0.5mol/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(a)所述混合水溶液中二氯化铁的浓度为0.1～0.5mol/L，如0.1mol/L、0.15mol/L、0.2mol/L、0.25mol/L、0.3mol/L、0.35mol/L、0.4mol/L、0.45mol/L或0.5mol/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(b)所述惰性气体包括氮气、氦气或氩气中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：氮气和氦气的组合、氮气和氩气的组合、氦气和氩气的组合或氮气、氩气和氦气的组合等。
优选地，步骤(b)所述加热的温度为60～90℃，60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(b)加入浓氨水在搅拌下进行。
优选地，所述搅拌的速度为500～1000r/min，如500r/min、600r/min、700r/min、800r/min、900r/min或1000r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(b)所述浓氨水的加入量为每100mL所述混合水溶液5～17mL，如5mL、6mL、7mL、8mL、9mL、10mL、11mL、12mL、13mL、14mL、15mL、16mL或17mL等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(b)所述油酸的加入量为每100mL所述混合水溶液3～10mL，如3mL、4mL、5mL、6mL、7mL、8mL、9mL或10mL等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(b)所述反应的时间为20～60min，如20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(b)所述反应结束后对产物进行纯化。
优选地，所述纯化的方法为磁分离，洗涤和干燥。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述悬浮聚合法包括以下步骤：
(a′)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁、引发剂、萃取剂、苯乙烯和二乙烯基苯混合，得到油相；
(b′)将水、明胶、曲拉通X-100和碳酸钙混合，得到水相；
(c′)将步骤(a′)得到的油相加入到步骤(b′)得到的水相中，搅拌得混合溶液，反应，熟化，得到磁性萃淋树脂。
作为本发明优选的技术方案，步骤(a′)所述引发剂为偶氮二异丁腈。
优选地，步骤(b′)所述混合的温度为30～60℃，如30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述搅拌的速度为100～900r/min，如100r/min、200r/min、300r/min、400r/min、500r/min、600r/min、700r/min、800r/min或900r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述搅拌的温度为25～60℃，如25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述搅拌的时间为5～45min，如5min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min或45min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述反应的温度为60～90℃，如60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述反应的时间为3～10h，如3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h或10h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述熟化的温度为70～100℃，如70℃、72℃、75℃、78℃、80℃、85℃、90℃、92℃、95℃、98℃或100℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述熟化的时间为5～45min，5min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min或45min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述熟化结束后对产物进行纯化。
优选地，所述纯化的方法为磁分离，洗涤和干燥。
作为本发明优选的技术方案，步骤(c′)所述混合溶液中油酸修饰的四氧化三铁的质量浓度为0.5～1.7％，如0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％或1.7％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中引发剂的质量浓度为0.05～0.17％，如0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％或0.17％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中萃取剂的质量浓度为2～3.5％，如2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％、3％、3.1％、3.2％、3.3％、3.4％或3.5％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中苯乙烯的质量浓度为2～3.5％，2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％、3％、3.1％、3.2％、3.3％、3.4％或3.5％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中二乙烯基苯的质量浓度为0.5～1.7％，如0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％或1.7％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中明胶的质量浓度为0.5～1.7％，如0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％或1.7％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中曲拉通X-100的体积浓度为0.05～0.17％，如0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％或0.17％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中碳酸钙的质量浓度为0.05～0.17％，如0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％或0.17％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明目的之三在于提供一种上述磁性萃淋树脂的应用，所述磁性萃淋树脂用于处理含Cd(II)废水，包括以下步骤：
(1′)向含Cd(II)废水中加入权利要求1-3所述的磁性萃淋树脂，得到处理前液；
(2′)将步骤(1′)得到的处理前液的pH调节至2～7，震荡，固液分离，得到净化液。
其中所述pH可以是2、3、4、5、6或7，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供的一种磁性萃淋树脂，所述磁性萃淋树脂通过四氧化三铁与萃取剂的协同作用，使其对废水中的Cd(II)具有良好的吸附作用，当溶液中Cd(II)初始浓度为40mg/L时，吸附剂对Cd(II)的平衡吸附量为8.90～9.33mg/g吸附剂，Cd(II)的浓度为100mg/L时平衡吸附量为11.45～13.54mg/g吸附剂，Cd(II)的浓度为200mg/L时平衡吸附量为17.25～18.52mg/g吸附剂；
(2)本发明提供的一种磁性萃淋树脂的制备方法，所述制备方法有机溶剂用量少，对环境友好，降低了生产成本，同时所述制备方法工艺简单，可用于工业化生产。
附图说明
图1本发明实施例2制备的磁性萃淋树脂的扫描电镜测试图。
具体实施方式
本发明具体实施例部分提供一种磁性萃淋树脂，所述磁性萃淋树脂的组分包括四氧化三体、萃取剂以及聚(苯乙烯-二乙烯基苯)，所述四氧化三铁和萃取剂负载于聚(苯乙烯-二乙烯基苯)。
还提供一种磁性萃淋树脂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁；
(2)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
一种磁性萃淋树脂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁；
步骤(1)所述共沉淀法制备油酸修饰的四氧化三铁包括以下步骤：
(a)将10mmol三氯化铁和5mmol二氯化铁溶解于100mL水中，得到混合水溶液；
(b)在氮气保护下加热至60℃，并向步骤(a)得到的混合水溶液中加入5mL浓氨水，待溶液变黑后，加入3mmol油酸，反应20min，磁分离，水洗，真空干燥得到油酸修饰的四氧化三铁。
(2)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。
步骤(2)所述悬浮聚合法包括以下步骤：
(a′)将步骤(1)得到的0.7g油酸修饰的四氧化三铁、0.07g偶氮二异丁腈、3g萃取剂Cyanex 272、3g苯乙烯和1g二乙烯基苯混合，得到油相；
(b′)将125mL水、1g明胶、200μL曲拉通X-100和0.15g碳酸钙混合，得到水相；
(c′)将步骤(a′)得到的油相加入到步骤(b′)得到的水相中，40℃下500r/min搅拌20min得混合溶液，70℃反应6h，90℃熟化30min，磁分离，水洗，真空干燥得到磁性萃淋树脂。
实施例2
一种磁性萃淋树脂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁；
步骤(1)所述共沉淀法制备油酸修饰的四氧化三铁包括以下步骤：
(a)将50mmol三氯化铁和25mmol二氯化铁溶解于100mL水中，得到混合水溶液；
(b)在氮气保护下加热至90℃，并向步骤(a)得到的混合水溶液中加入17mL浓氨水，待溶液变黑后，加入10mmol油酸，反应60min，磁分离，水洗，真空干燥得到油酸修饰的四氧化三铁。
(2)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。
步骤(2)所述悬浮聚合法包括以下步骤：
(a′)将步骤(1)得到的1g油酸修饰的四氧化三铁、0.1g偶氮二异丁腈、3g萃取剂Cyanex 272、3g苯乙烯和1g二乙烯基苯混合，得到油相；
(b′)将125mL水、1g明胶、200μL曲拉通X-100和0.15g碳酸钙混合，得到水相；
(c′)将步骤(a′)得到的油相加入到步骤(b′)得到的水相中，60℃下500r/min搅拌20min得混合溶液，80℃反应6h，90℃熟化30min，磁分离，水洗，真空干燥得到磁性萃淋树脂。
实施例3
一种磁性萃淋树脂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁；
步骤(1)所述共沉淀法制备油酸修饰的四氧化三铁包括以下步骤：
(a)将40mmol三氯化铁和20mmol二氯化铁溶解于100mL水中，得到混合水溶液；
(b)在氦气保护下加热至70℃，并向步骤(a)得到的混合水溶液中加入10mL浓氨水，待溶液变黑后，加入5mmol油酸，反应30min，磁分离，水洗，真空干燥得到油酸修饰的四氧化三铁。
(2)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。
步骤(2)所述悬浮聚合法包括以下步骤：
(a′)将步骤(1)得到的0.5g油酸修饰的四氧化三铁、0.05g偶氮二异丁腈、2g萃取剂Cyanex 272、2g苯乙烯和0.5g二乙烯基苯混合，得到油相；
(b′)将100mL水、0.5g明胶、50μL曲拉通X-100和0.05g碳酸钙混合，得到水相；
(c′)将步骤(a′)得到的油相加入到步骤(b′)得到的水相中，60℃下100r/min搅拌45min得混合溶液，60℃反应10h，70℃熟化45min，磁分离，水洗，真空干燥得到磁性萃淋树脂。
实施例4
一种磁性萃淋树脂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁；
步骤(1)所述共沉淀法制备油酸修饰的四氧化三铁包括以下步骤：
(a)将45mmol三氯化铁和15mmol二氯化铁溶解于100mL水中，得到混合水溶液；
(b)在氩气保护下加热至80℃，并向步骤(a)得到的混合水溶液中加入15mL浓氨水，待溶液变黑后，加入8mmol油酸，反应40min，磁分离，水洗，真空干燥得到油酸修饰的四氧化三铁。
(2)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。
步骤(2)所述悬浮聚合法包括以下步骤：
(a′)将步骤(1)得到的1.7g油酸修饰的四氧化三铁、0.17g偶氮二异丁腈、3.5g萃取剂Cyanex 272、3.5g苯乙烯和1.7g二乙烯基苯混合，得到油相；
(b′)将100mL水、1.7g明胶、170μL曲拉通X-100和0.17g碳酸钙混合，得到水相；
(c′)将步骤(a′)得到的油相加入到步骤(b′)得到的水相中，30℃下900r/min搅拌5min得混合溶液，90℃反应3h，100℃熟化5min，磁分离，水洗，真空干燥得到磁性萃淋树脂。
实施例5
一种磁性萃淋树脂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁；
步骤(1)所述共沉淀法制备油酸修饰的四氧化三铁包括以下步骤：
(a)将50mmol三氯化铁和50mmol二氯化铁溶解于100mL水中，得到混合水溶液；
(b)在氩气保护下加热至75℃，并向步骤(a)得到的混合水溶液中加入12mL浓氨水，待溶液变黑后，加入6mmol油酸，反应45min，磁分离，水洗，真空干燥得到油酸修饰的四氧化三铁。
(2)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。
步骤(2)所述悬浮聚合法包括以下步骤：
(a′)将步骤(1)得到的1.2g油酸修饰的四氧化三铁、0.12g偶氮二异丁腈、3g萃取剂Cyanex 272、3g苯乙烯和1.5g二乙烯基苯混合，得到油相；
(b′)将100mL水、1.2g明胶、120μL曲拉通X-100和0.12g碳酸钙混合，得到水相；
(c′)将步骤(a′)得到的油相加入到步骤(b′)得到的水相中，50℃下600r/min搅拌30min得混合溶液，75℃反应4h，80℃熟化40min，磁分离，水洗，真空干燥得到磁性萃淋树脂。
实施例6
一种磁性萃淋树脂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁；
步骤(1)所述共沉淀法制备油酸修饰的四氧化三铁包括以下步骤：
(a)将10mmol三氯化铁和10mmol二氯化铁溶解于100mL水中，得到混合水溶液；
(b)在氮气保护下加热至65℃，并向步骤(a)得到的混合水溶液中加入8mL浓氨水，待溶液变黑后，加入4mmol油酸，反应35min，磁分离，水洗，真空干燥得到油酸修饰的四氧化三铁。
(2)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。
步骤(2)所述悬浮聚合法包括以下步骤：
(a′)将步骤(1)得到的1.2g油酸修饰的四氧化三铁、0.8g偶氮二异丁腈、2.5g萃取剂Cyanex 272、2.5g苯乙烯和1.2g二乙烯基苯混合，得到油相；
(b′)将100mL水、0.8g明胶、80μL曲拉通X-100和0.08g碳酸钙混合，得到水相；
(c′)将步骤(a′)得到的油相加入到步骤(b′)得到的水相中，45℃下400r/min搅拌45min得混合溶液，65℃反应8h，85℃熟化35min，磁分离，水洗，真空干燥得到磁性萃淋树脂。
对比例1
一种磁性萃淋树脂的制备方法，除了不加入四氧化三铁以及不进行与四氧化三铁相关的步骤外，其他条件均与实施例1相同。
对比例2
一种磁性萃淋树脂的制备方法，除了不对四氧化三铁进行油酸修饰外，其他条件均与实施例1相同。
对比例3
一种磁性萃淋树脂的制备方法，除了不加入萃取剂Cyanex 272以及不进行与萃取剂Cyanex 272相关的步骤外，其他条件均与实施例1相同。
采用实施例1-6以及对比例1-3的产品作为吸附剂，研究镉溶液初始浓度对其平衡吸附量的影响。以20mL的二价镉溶液为目标溶液，pH调至6.5，磁性磁性萃淋树脂mPst-DVB-C272的添加浓度为2.5g/L，空气摇床振荡2h后，固液分离。采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定吸附后Cd(II)的浓度，结果如表1所示。
表1
实施例1-6可以看出本发明提供的一种萃淋树脂在Cd(II)的浓度为40mg/L时的平衡吸附量为8.90～9.33mg/g吸附剂，Cd(II)的浓度为100mg/L时平衡吸附量为11.45～13.54mg/g吸附剂，Cd(II)的浓度为200mg/L时平衡吸附量为17.25～18.52mg/g吸附剂，而对比例1-3为不添加四氧化三铁、四氧化三铁不经过油酸修饰以及不添加萃取剂Cyanex272的萃淋树脂，其对Cd(II)浓度为40mg/L、100mg/L以及200mg/L时的吸附量均不超过1mg/g吸附剂，远低于实施例1，因此本问题提供的萃淋树脂通过四氧化三铁与萃取剂的协同作用，使其对Cd(II)具有优异的吸附性能。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种磁性萃淋树脂，其特征在于，所述磁性萃淋树脂的组分包括四氧化三铁、萃取剂以及聚(苯乙烯-二乙烯基苯)，所述四氧化三铁和萃取剂负载于聚(苯乙烯-二乙烯基苯)。
2.根据权利要求1所述的树脂，其特征在于，所述磁性萃淋树脂中四氧化三铁的质量分数为5～20％；
优选地，所述磁性萃淋树脂中萃取剂的质量分数为20～45％；
优选地，所述磁性萃淋树脂中聚(苯乙烯-二乙烯基苯)的质量分数为40％～60％。
3.根据权利要求1或2所述的树脂，其特征在于，所述萃取剂为Cyanex 272。
4.一种权利要求1-3任一项所述的磁性萃淋树脂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁；
(2)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述共沉淀法制备油酸修饰的四氧化三铁包括以下步骤：
(a)将三氯化铁和二氯化铁溶解于水中，得到混合水溶液；
(b)在惰性气体保护下加热，并向步骤(a)得到的混合水溶液中加入浓氨水，待溶液变黑后，加入油酸，反应得到油酸修饰的四氧化三铁。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)所述三氯化铁与二氯化铁的摩尔比为(1～3):1；
优选地，步骤(a)所述混合水溶液中三氯化铁的浓度为0.1～0.5mol/L；
优选地，步骤(a)所述混合水溶液中二氯化铁的浓度为0.1～0.5mol/L；
优选地，步骤(b)所述惰性气体包括氮气、氦气或氩气中任意一种或至少两种的组合；
优选地，步骤(b)所述加热的温度为60～90℃；
优选地，步骤(b)加入浓氨水在搅拌下进行；
优选地，所述搅拌的速度为500～1000r/min；
优选地，步骤(b)所述浓氨水的加入量为每100mL所述混合水溶液5～17mL；
优选地，步骤(b)所述油酸的加入量为每100mL所述混合水溶液3～10mL；
优选地，步骤(b)所述反应的时间为20～60min；
优选地，步骤(b)所述反应结束后对产物进行纯化；
优选地，所述纯化的方法为磁分离，洗涤和干燥。
7.根据权利要求4-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述悬浮聚合法包括以下步骤：
(a′)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁、引发剂、萃取剂、苯乙烯和二乙烯基苯混合，得到油相；
(b′)将水、明胶、曲拉通X-100和碳酸钙混合，得到水相；
(c′)将步骤(a′)得到的油相加入到步骤(b′)得到的水相中，搅拌得混合溶液，反应，熟化，得到磁性萃淋树脂。
8.根据权利要求7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(a′)所述引发剂为偶氮二异丁腈；
优选地，步骤(b′)所述混合的温度为30～60℃；
优选地，步骤(c′)所述搅拌的速度为100～900r/min；
优选地，步骤(c′)所述搅拌的温度为25～60℃；
优选地，步骤(c′)所述搅拌的时间为5～45min；
优选地，步骤(c′)所述反应的温度为60～90℃；
优选地，步骤(c′)所述反应的时间为3～10h；
优选地，步骤(c′)所述熟化的温度为70～100℃；
优选地，步骤(c′)所述熟化的时间为5～45min；
优选地，步骤(b)所述熟化结束后对产物进行纯化；
优选地，所述纯化的方法为磁分离，洗涤和干燥。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，步骤(c′)所述混合溶液中油酸修饰的四氧化三铁的质量浓度为0.5～1.7％；
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中引发剂的质量浓度为0.05～0.17％；
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中萃取剂的质量浓度为2～3.5％；
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中苯乙烯的质量浓度为2～3.5％；
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中二乙烯基苯的质量浓度为0.5～1.7％；
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中明胶的质量浓度为0.5～1.7％；
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中曲拉通X-100的体积浓度为0.05～0.17％；
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中碳酸钙的质量浓度为0.05～0.17％。
10.一种权利要求1-3任一项所述的磁性萃淋树脂的应用，其特征在于，所述磁性萃淋树脂用于处理含Cd(II)废水，包括以下步骤：
(1′)向含Cd(II)废水中加入权利要求1-3所述的磁性萃淋树脂，得到处理前液；
(2′)将步骤(1′)得到的处理前液的pH调节至2～7，震荡，固液分离，得到净化液。
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Assignor: Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences

Contract record no.: X2021990000047

Denomination of invention: A magnetic extraction resin and its preparation method and Application

Granted publication date: 20191227

License type: Common License

Record date: 20210120