一種改性樹脂除汞吸附劑的製備方法

2023-12-05 07:21:06

一種改性樹脂除汞吸附劑的製備方法
【專利摘要】本發明屬於水處理【技術領域】，具體涉及一種用於水體系中去除微量汞的吸附劑及其製備方法。該吸附劑採用混合樹脂作為基體，並且在基體表面沉積硫元素進行改性，然後又在硫沉積後的表面附上一層二氧化鈦薄膜進行進一步的改性後得到，該吸附劑取得了很好的吸附效果，顯著提高其對汞離子的吸附性能，尤其是在微/痕量汞離子環境下對汞離子的有效吸收性能，汞的去除率基本達到100%，本發明的製備方法具有工藝簡便、生產效率高、成本低廉等優點，可應用於濃度範圍更廣泛的含汞廢水的處理領域。
【專利說明】一種改性樹脂除汞吸附劑的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於水處理【技術領域】，具體涉及一種用於水體系中去除微量汞的改性樹脂除汞吸附劑及其製備方法。
【背景技術】
[0002]汞是毒性很大的重金屬，如不妥善處理，會給水生動物以及人類的健康造成很大的危害，因此國家廢水排放標準(GB15581-95)對汞排放有嚴格的要求，同時汞汙染也已日益受到國際社會的高度重視，國際汞公約也對汞的使用與排放有更嚴格的約束。
[0003]傳統的含汞廢水的處理方法主要有化學沉澱法、金屬還原法、吸附法、離子交換法、膜分離法、微生物法等。
[0004]化學沉澱法是應用較普遍的一種含汞廢水的處理方法，該法具有工藝簡單、操作方便、經濟實用等優點。常見的沉澱劑為石灰、硫化物、聚合硫酸鐵、碳酸鹽，以及它們的混合物。化學沉澱法易於快速去除大量的汞金屬離子，但由於受沉澱劑和環境條件的影響，出水濃度往往達不到排放要求，因此還需進一步處理，產生的沉澱物必須很好的處理處置，否則會造成二次汙染。
[0005]離子交換法處理含汞廢水，淨化程度高，無二次汙染，但該法受廢水中雜質的影響以及交換劑品種、產量和成本的限制。
[0006]電滲析是膜分離技術的一種，它是在直流電場作用下，以電位差為推動力，利用離子交換膜的選擇性，把電解質從溶液中分離出來，從而實現溶液的淡化、濃縮、精製或純化的目的。
[0007]吸附法是利用多孔性的固體物質，使水中的一種或多種物質被吸附在固體表面而除去的方法。可用於處理含汞廢水的吸附劑有:活性炭、風化煤、磺化煤、高爐礦渣、沸石、殼聚糖、硅藻土、改良纖維、活性氧化鋁、蛋殼等。吸附法具有去除率高、設備相對簡單等特點。吸附劑處理含汞廢水的控制條件比較多，如吸附劑的粒度、吸附劑的添加量、廢水的成分、廢水的含鉻濃度、PH值、吸附時間等。因此，仍然需要開發高效、成本低廉和使用方便的吸附劑材料體系及其製備技術。

【發明內容】

[0008]本發明的目的在於提供一種製備工藝簡單、成本低廉、除汞能力強的改性樹脂除汞吸附劑及其製備方法。
[0009]本發明提供的改性樹脂除汞吸附劑的製備方法如下:
[0010](I)取兩種除汞樹脂進行混合得到吸附劑的基體；
[0011](2)將硫代硫酸鹽配製成2-3mol/L的溶液作為改性劑，對步驟(I)得到的基體進行浸潰，其中改性劑與基體的質量比為(20-30): 100，浸潰時間為12-24h，然後在100-120°C下乾燥，得到中間成品；
[0012](3)將步驟(2)得到的中間成品、鈦源、氟硼酸鹽、鹽酸以及水放入反應釜中均勻混合，其中上述各組分的摩爾比為1: (2-4): (1-5): (5-10): (100-500)，在160_180°C下反應12-24h，再將產物洗滌、乾燥後得到改性樹脂除汞吸附劑。
[0013]優選的，所述的除汞樹脂選自D406螯合樹脂、TP214除汞樹脂、CH-95除汞樹脂以及CH-97除汞樹脂中的兩種；更優選的，所述的除汞樹脂為D406螯合樹脂和TP214除汞樹脂。
[0014]優選的，步驟(I)中兩種樹脂混合的重量比為1:1。
[0015]優選的，硫代硫酸鹽為硫代硫酸鈉。
[0016]優選的，鈦源為鈦酸丁酯或四氯化鈦。
[0017]優選的，氟硼酸鹽為氟硼酸鈉。
[0018]優選的，步驟(3)中的洗滌為用去離子水洗滌3-5次，乾燥為在80-100°C下乾燥2—4h0
[0019]本發明提供的改性樹脂除汞吸附劑能顯著提高其對汞離子的吸附性能，尤其是在微/痕量汞離子環境下對汞離子的有效吸收性能，並且該吸附劑的製備方法簡便易行，合成效率高，應用範圍廣泛。
[0020]本發明的優點在於:(I)該吸附劑採用混合樹脂作為基體，並且在基體表面沉積硫元素進行改性，然後又在硫沉積後的表面附上一層二氧化鈦薄膜進行進一步的改性； 申請人:經過長期研究，嘗試了新的基體材料以及改性方法，取得了很好的吸附效果，顯著提高其對汞離子的吸附性能，尤其是在微/痕量汞離子環境下對汞離子的有效吸收性能，汞的去除率基本達到100%;與未經過改性的樹脂，或是僅經過其中一步改性的樹脂相比，本發明的改性樹脂除汞吸附劑對微/痕量汞離子環境下的汞離子有著優異的吸附效果；(2)本發明的製備方法具有工藝簡便、生產效率高、成本低廉等優點，可應用於濃度範圍更廣泛的含汞廢水的處理領域。
[0021]本發明所製備的改性樹脂除汞吸附劑吸附汞離子吸附容量和去除率，採用靜態吸附法檢測，步驟如下:
[0022]室溫下，稱取0.5g樣品投入IOOml錐形瓶中，該錐形瓶再分別加入25mL不同濃度Co下的萊離子溶液(0.1g/L、0.5g/L、lg/L、5g/L、10g/L、20g/L),調解pH值為7,在室溫下攪拌吸附45分鐘，過濾，用義大利DMA-80測汞儀測出稀釋測定液中Hg2+的濃度Cl。根據式
(I)和(2)分別計算吸附劑的吸附容量Q(mg/g)和去除率q(% )。
[0023]Q= (Co-Cl) *25/0.5 (I)
[0024]q = (Co-Cl) *100% /Co (2)
【具體實施方式】
[0025]下面結合實施例對本發明做進一步說明:
[0026](I)取相同質量的D406螯合樹脂和TP214除汞樹脂進行混合得到吸附劑的基體；
[0027](2)將硫代硫酸鈉配製成2mol/L的溶液作為改性劑，對步驟(I)得到的基體進行浸潰，其中改性劑與基體的質量比為20:100，浸潰時間為24h，然後在100°C下乾燥，得到中間成品；
[0028](3)將步驟(2)得到的中間成品、鈦酸丁酯、氟硼酸鈉、鹽酸以及水放入反應釜中均勻混合，其中上述各組分的摩爾比為1:2:2:5:100，在180°C下反應12h，再將產物用去離子水洗滌3次、在80°C下乾燥後得到改性樹脂除汞吸附劑A。
[0029]實施例2:
[0030](I)取相同質量的D406螯合樹脂和CH-95除汞樹脂進行混合得到吸附劑的基體；[0031 ] (2)將硫代硫酸鈉配製成2mol/L的溶液作為改性劑，對步驟(1)得到的基體進行浸潰，其中改性劑與基體的質量比為30:100，浸潰時間為18h，然後在100°C下乾燥，得到中間成品；
[0032](3)將步驟(2)得到的中間成品、四氯化鈦、氟硼酸鈉、鹽酸以及水放入反應釜中均勻混合，其中上述各組分的摩爾比為1:3:5:10:200，在160°C下反應12h，再將產物用去離子水洗滌3次、在100°C下乾燥2h得到改性樹脂除汞吸附劑B。
[0033]對比例1:採用D406螯合樹脂。
[0034]對比例2:採用TP214除汞樹脂。
[0035]對比例3:
[0036](I)取相同質量的D406螯合樹脂和TP214除汞樹脂進行混合得到吸附劑的基體；
[0037](2)將硫代硫酸鈉配製成2mol/L的溶液作為改性劑，對步驟(1)得到的基體進行浸潰，其中改性劑與基體的質量比為20:100，浸潰時間為24h，然後在100°C下乾燥，得到對比樹脂除汞吸附劑B ；
[0038]對比例4:
[0039](I)取相同質量的D406螯合樹脂和TP214除汞樹脂進行混合得到吸附劑的基體；
[0040](2)將步驟(1)得到的基體、鈦酸丁酯、氟硼酸鈉、鹽酸以及水放入反應釜中均勻混合，其中上述各組分的摩爾比為1:2:2:5:100，在180°C下反應12h，再將產物用去離子水洗滌3次、在80°C下乾燥後得到對比樹脂除汞吸附劑C。
[0041]實施例3:
[0042]採用靜態吸附法檢測,上述吸附劑對25mL初始濃度為0.lg/L的硝酸汞吸附45分鐘，檢測得其殘餘汞離子濃度計算得其去除率如下表1所示。
[0043]表1
[0044]
【權利要求】
1.一種改性樹脂除汞吸附劑的製備方法，其特徵在於通過如下的步驟製備得到: (1)取兩種除汞樹脂進行混合得到吸附劑的基體； (2)將硫代硫酸鹽配製成2-3mol/L的溶液作為改性劑，對步驟(I)得到的基體進行浸潰，其中改性劑與基體的質量比為(20-30): 100，浸潰時間為12-24h，然後在100_120°C下乾燥，得到中間成品； (3)將步驟(2)得到的中間成品、鈦源、氟硼酸鹽、鹽酸以及水放入反應釜中均勻混合，其中上述各組分的摩爾比為1: (2-4): (1-5): (5-10): (100-500)，在160_180°C下反應12-24h，再將產物洗滌、乾燥後得到改性樹脂除汞吸附劑。
2.如權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述的除汞樹脂選自D406螯合樹脂、TP214除汞樹脂、CH-95除汞樹脂以及CH-97除汞樹脂中的兩種，優選為D406螯合樹脂和TP214除汞樹脂。
3.如權利要求1所述的製備方法，其特徵在於步驟(I)中兩種樹脂混合的重量比為1:1。
4.如權利要求1所述的製備方法，其特徵在於硫代硫酸鹽為硫代硫酸鈉。
5.如權利要求1所述的製備方法，其特徵在於鈦源為鈦酸丁酯或四氯化鈦。
6.如權利要求1所述的製備方法，其特徵在於氟硼酸鹽為氟硼酸鈉。
7.如權利要求1所述的製備方法，其特徵在於步驟(3)中的洗滌為用去離子水洗滌3-5次，乾燥為在80-100°C下乾燥2-4h。
【文檔編號】C02F1/28GK103551127SQ201310552298
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月8日 優先權日:2013年11月8日
【發明者】毛秀惠 申請人:慈谿市科創電子科技有限公司