一種磁性萃淋樹脂及其制備方法和應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種磁性萃淋樹脂，所述磁性萃淋樹脂的組分包括四氧化三鐵、萃取劑以及聚(苯乙烯?二乙烯基苯)。所述磁性萃淋樹脂的制備方法為采用共沉淀法制備得到油酸修飾的四氧化三鐵，將得到的油酸修飾的四氧化三鐵與苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取劑采用懸浮聚合法制備得到所述磁性萃淋樹脂。所述磁性萃淋樹脂能夠高效萃取廢液中的Cd(II)，所述制備方法有機(jī)溶劑用量少，對環(huán)境友好，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)所述制備方法工藝簡單，可用于工業(yè)化生產(chǎn)。

Magnetic extraction resin, preparation method and application thereof

The present invention relates to a magnetic resin, the magnetic Levextrel resin composition comprises ferroferric oxide, poly (styrene extractant and two vinyl benzene). The preparation method of magnetic resin was prepared by coprecipitation of oleic acid modified Fe3O4, adding ferroferric oxide and styrene, oleic acid modified the two vinyl benzene and extraction agent by suspension prepared by the magnetic resin polymerization method. The magnetic Levextrel resin can efficient extraction solution Cd (II), the preparation method of organic solvent consumption, environmentally friendly, reduce production cost, at the same time, the preparation process is simple, can be used for industrial production.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種磁性萃淋樹脂及其制備方法和應(yīng)用
本專利技術(shù)屬于水處理領(lǐng)域，涉及一種磁性萃淋樹脂、制備方法及其應(yīng)用，具體涉及一種對二價(jià)鎘廢水具有優(yōu)良的吸附性能的磁性萃淋樹脂、制備方法及其應(yīng)用。
技術(shù)介紹
鎘是一種重要的化工原料，目前在鎳鎘電池制造、化肥和農(nóng)藥的生產(chǎn)、電鍍、金屬冶煉及礦石提煉等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。但由此產(chǎn)生的大量含鎘廢水給人類和環(huán)境帶來了極大的危害。鎘在水體中主要以Cd(II)形式存在，屬于一類污染物，國家規(guī)定的鎘排放標(biāo)準(zhǔn)僅為0.1mg/L，飲用水中Cd(II)的含量小于0.005mg/L，對其處理具有重要的意義。目前應(yīng)用于鎘廢水的處理方法主要包括化學(xué)沉淀法、離子交換法、絮凝法、浮選法、膜分離技術(shù)、電化學(xué)處理法及吸附法等。其中化學(xué)沉淀法是目前應(yīng)用比較廣泛的一種方法，主要是通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)，將水體溶解態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變成難溶于水或不溶于水的重金屬氧化物，然后將這些化合物從水體中去除。但該方法會產(chǎn)生大量富含重金屬的污泥，且污泥的處理成本和相關(guān)維修費(fèi)用較高。吸附法具有操作簡便、成本較低、工藝簡單、金屬離子容易回收、吸附劑可以循環(huán)再生使用等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在廢水處理過程中被廣泛應(yīng)用。磁性萃淋樹脂作為金屬處理的重要吸附材料之一，既具有溶劑萃取的高選擇性和高效性，又像離子交換一樣操作方便、無污染。同時(shí)，隨著磁性分離技術(shù)的發(fā)展，磁性吸附劑在Cd(Ⅱ)廢水處理方面展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。因此開發(fā)一種可用于Cd(II)分離的新型磁性磁性萃淋樹脂及其制備方法，具有十分重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供一種磁性萃淋樹脂及其制備方法和應(yīng)用，所述磁性萃淋樹脂能夠高效萃取廢液中的Cd(II)，所述制備方法有機(jī)溶劑用量少，對環(huán)境友好，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)所述制備方法工藝簡單，可用于工業(yè)化生產(chǎn)。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：本專利技術(shù)目的之一在于提供一種磁性萃淋樹脂，所述磁性萃淋樹脂的組分包括四氧化三鐵、萃取劑以及聚(苯乙烯-二乙烯基苯)，所述四氧化三鐵和萃取劑負(fù)載于聚(苯乙烯-二乙烯基苯)。作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，所述磁性萃淋樹脂中四氧化三鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～20％，如5％、6％、8％、10％、12％、15％、18％或20％等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。優(yōu)選地，所述磁性萃淋樹脂中萃取劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～45％，如20％、25％、30％、35％、40％或45％等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。優(yōu)選地，所述磁性萃淋樹脂中聚(苯乙烯-二乙烯基苯)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％～60％，如40％、42％、45％、48％、50％、52％、55％、58％或60％等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，所述萃取劑為Cyanex272。本專利技術(shù)目的之二在于提供一種上述磁性萃淋樹脂的制備方法，所述方法包括以下步驟：(1)采用共沉淀法制備得到油酸修飾的四氧化三鐵；(2)將步驟(1)得到的油酸修飾的四氧化三鐵與苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取劑采用懸浮聚合法制備得到所述磁性萃淋樹脂。作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述共沉淀法制備油酸修飾的四氧化三鐵包括以下步驟：(a)將三氯化鐵和二氯化鐵溶解于水中，得到混合水溶液；(b)在惰性氣體保護(hù)下加熱，并向步驟(a)得到的混合水溶液中加入濃氨水，待溶液變黑后，加入油酸，反應(yīng)得到油酸修飾的四氧化三鐵。作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(a)所述三氯化鐵與二氯化鐵的摩爾比為(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，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。優(yōu)選地，步驟(a)所述混合水溶液中三氯化鐵的濃度為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，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。優(yōu)選地，步驟(a)所述混合水溶液中二氯化鐵的濃度為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，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。優(yōu)選地，步驟(b)所述惰性氣體包括氮?dú)?、氦氣或氬氣中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有：氮?dú)夂秃獾慕M合、氮?dú)夂蜌鍤獾慕M合、氦氣和氬氣的組合或氮?dú)?、氬氣和氦氣的組合等。優(yōu)選地，步驟(b)所述加熱的溫度為60～90℃，60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。優(yōu)選地，步驟(b)加入濃氨水在攪拌下進(jìn)行。優(yōu)選地，所述攪拌的速度為500～1000r/min，如500r/min、600r/min、700r/min、800r/min、900r/min或1000r/min等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。優(yōu)選地，步驟(b)所述濃氨水的加入量為每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，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。優(yōu)選地，步驟(b)所述油酸的加入量為每100mL所述混合水溶液3～10mL，如3mL、4mL、5mL、6mL、7mL、8mL、9mL或10mL等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。優(yōu)選地，步驟(b)所述反應(yīng)的時(shí)間為20～60min，如20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。優(yōu)選地，步驟(b)所述反應(yīng)結(jié)束后對產(chǎn)物進(jìn)行純化。優(yōu)選地，所述純化的方法為磁分離，洗滌和干燥。作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)所述懸浮聚合法包括以下步驟：(a′)將步驟(1)得到的油酸修飾的四氧化三鐵、引發(fā)劑、萃取劑、苯乙烯和二乙烯基苯混合，得到油相；(b′)將水、明膠、曲拉通X-100和碳酸鈣混合，得到水相；(c′)將步驟(a′)得到的油相加入到步驟(b′)得到的水相中，攪拌得混合溶液，反應(yīng)，熟化，得到磁性萃淋樹脂。作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(a′)所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。優(yōu)選地，步驟(b′)所述混合的溫度為30～60℃，如30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。優(yōu)選地，步驟(c′)所述攪拌的速度為100～900r/min，如100r/min、200r/min、300r/min、400r/min、500r/min、600r/min、700r/min、800r/min或900r/min等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種磁性萃淋樹脂，其特征在于，所述磁性萃淋樹脂的組分包括四氧化三鐵、萃取劑以及聚(苯乙烯?二乙烯基苯)，所述四氧化三鐵和萃取劑負(fù)載于聚(苯乙烯?二乙烯基苯)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種磁性萃淋樹脂，其特征在于，所述磁性萃淋樹脂的組分包括四氧化三鐵、萃取劑以及聚(苯乙烯-二乙烯基苯)，所述四氧化三鐵和萃取劑負(fù)載于聚(苯乙烯-二乙烯基苯)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂，其特征在于，所述磁性萃淋樹脂中四氧化三鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～20％；優(yōu)選地，所述磁性萃淋樹脂中萃取劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～45％；優(yōu)選地，所述磁性萃淋樹脂中聚(苯乙烯-二乙烯基苯)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％～60％。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹脂，其特征在于，所述萃取劑為Cyanex272。4.一種權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的磁性萃淋樹脂的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：(1)采用共沉淀法制備得到油酸修飾的四氧化三鐵；(2)將步驟(1)得到的油酸修飾的四氧化三鐵與苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取劑采用懸浮聚合法制備得到所述磁性萃淋樹脂。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述共沉淀法制備油酸修飾的四氧化三鐵包括以下步驟：(a)將三氯化鐵和二氯化鐵溶解于水中，得到混合水溶液；(b)在惰性氣體保護(hù)下加熱，并向步驟(a)得到的混合水溶液中加入濃氨水，待溶液變黑后，加入油酸，反應(yīng)得到油酸修飾的四氧化三鐵。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(a)所述三氯化鐵與二氯化鐵的摩爾比為(1～3):1；優(yōu)選地，步驟(a)所述混合水溶液中三氯化鐵的濃度為0.1～0.5mol/L；優(yōu)選地，步驟(a)所述混合水溶液中二氯化鐵的濃度為0.1～0.5mol/L；優(yōu)選地，步驟(b)所述惰性氣體包括氮?dú)狻⒑饣驓鍤庵腥我庖环N或至少兩種的組合；優(yōu)選地，步驟(b)所述加熱的溫度為60～90℃；優(yōu)選地，步驟(b)加入濃氨水在攪拌下進(jìn)行；優(yōu)選地，所述攪拌的速度為500～1000r/min；優(yōu)選地，步驟(b)所述濃氨水的加入量為每100mL所述混合水溶液5～17mL；優(yōu)選地，步驟(b)所述油酸的加入量為每100mL所述混合水溶液3～10mL；優(yōu)選地，步驟(b)所述反應(yīng)的時(shí)間為20～60min；優(yōu)選地，步驟(b)所述反應(yīng)結(jié)束后對產(chǎn)物進(jìn)行純化；優(yōu)選地，所述純化的方法為磁分離，洗滌和干燥。7.根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊良嶸，董婷婷，潘峰，于杰淼，戎猛，劉會洲，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院過程工程研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11