吸附树脂和应用.ppt

吸附树脂及其应用 1. 吸附树脂的概述 吸附树脂的特点和作用 树脂本身由于依靠它和被吸附的分子（吸附质）之间的范德华力和氢键作用，具有吸附性，又因具有网状结构和很高的比表面积，而有筛选性能，能从溶液中有选择地吸附有机物质，使有机化合物根据吸附力及其分子量大小可以经一定溶剂洗脱而分开，达到分离、纯化、除杂、浓缩等不同目的。 吸附树脂的特点是容易再生，可反复使用。其他不同之处在于，吸附树脂的化学结构和物理结构可以较容易地人为控制，根据不同需要可合成出结构和性能不同的树脂，因此，吸附树脂品种多，应用范围广。 2.吸附树脂的分类 按树脂极性不同，吸附树脂可分为： 分类 非极性吸附树脂是由偶极距很小的单体聚合而成，不含任何功能基团，孔表的疏水性较强，可通过与小分子内的疏水部分的作用吸附溶液中的有机物，最适用于从极性溶剂(如水)中吸附非极性物质。 中极性吸附树脂含有酯基，其表面兼有疏水和亲水部分，既可由极性溶剂中吸附非极性物质，也可以从非极性溶剂中吸附极性物质。 极性树脂含有酰胺基、氰基、酚羟基等极性功能基，它们通过静电相互作用吸附极性物质。 3. 影响吸附性能的因素 吸附树脂的物理结构和化学结构对吸附性能的影响表现在以下几个方面： 1、比表面积 在保证良好扩散的条件下，树脂的比表面积越大，吸附量越高。 2、孔径 一般树脂的孔径越大，吸附质分子在孔内的扩散速度就越大，越有利于达到吸附平衡，但是，孔径过大会降低比表面积。经验表明，当吸附剂孔径与吸附质分子的直径比为6:1左右时，吸附性能最佳。 3、孔容 当孔径固定时，比表面积与孔容成正比，所以随着孔容的增加，树脂的吸附量增加。 4、孔径分布 孔径的分布的情况对吸附量有影响。若孔径分布很宽，则小孔部分可能由于受吸附质分子扩散速度的限制而不能充分利用，并且大孔部分将使树脂的比表面积下降。所以树脂的孔径分布越窄，吸附性能越好。 5、极性相近原则 和通常的吸附规律一样，极性树脂较易吸附极性物质，非极性树脂较易吸附非极性物质。 6、形成氢键或电子转移络合物 如果树脂上的基团与吸附质分子之间可形成氢键或电子转移络合物，则有强的吸附作用，此时的吸附力主要为化学力（氢键及电荷转移为弱化学力）。 4.吸附树脂的应用 吸附树脂的化学结构和物理结构可以较容易地人为控制，根据不同需要可合成出结构和性能不同的树脂，因此，吸附树脂的品种多，应用范围广。 目前吸附树脂在废水处理、药物提纯、化学试剂的提纯、医学分析、急性药物中毒处理、色谱载体等方面得到了广泛的应用。特别是有些特殊高性能吸附树脂在废水有效处理的同时还实现了废物的资源化，应该说这是吸附树脂发展史上的一大进步。 4.1 大孔吸附树脂在有机废水处理中的应用 4.1.1 含酚废水的处理 含酚废水是一种来源广、数量多、浓度高、环境危害大的水污染物, 也是我国水污染控制中急需解决的重点问题之一。 上海大学研究了DA-201 吸附树脂回收、净化废水中苯酚的工艺条件, 实验表明, 当废水的p H 7 时, 吸附树脂不仅能回收苯酚, 而且不产生二次污染, 失效树脂适用 5 %的 NaOH溶液或甲醇脱酚, 其效率接近 100 %。他们将研究成果应用于上海焦化厂氨回收工段含酚废水的处理, 处理后的废水达到国家排放标准。 南京大学采用 CHA-111 大孔吸附树脂, 处理 T-50 石油酚、2-萘酚和五氯酚钠工业生产中产生的高浓度含酚废水, T-50 石油酚废水中酚总去除率〉99.9 %, COD 去除率〉95 %, 出水中酚浓度 5 mg/L , 再经过次氯酸钠氧化,实现达标排放;2-萘酚的吸附率〉99 %,脱附率可达 95 %; 五氯酚钠去除率〉99 %, COD 去除率〉80 %,另外,吸附剂解吸后可以重复使用，解析后的污染物可以资源化。 4.1.2 含有机酸废水的处理 同济大学利用超高交联吸附树脂 NDA-800 吸附法处理水杨酸生产废水, 研究表明 ,NDA-800 超高交联吸附树脂对水杨酸生产废水有良好的处理效果, 当进水CODCr值约20 000 mg/L, 苯酚和水杨酸含量分别为6000 mg/L和1300 mg/ L 时, 经过 NDA-800 树脂一级吸附处理, 出水的 CODCr和苯酚等污染指标均可达到排放标准, 同时实现了水杨酸生产废水中苯酚和水杨酸等化工资源的生产回用。 南京大学等用 NDA-211大孔树脂处理模拟 2,6-二羟基苯甲酸合成中产生的废水, 取得了良好的效果, 该废水含 2,6-二羟基苯甲酸约2100 mg/L, 间苯二酚约680m