申请日2016.12.03
公开(公告)日2017.05.31
IPC分类号B01J20/26; B01J20/28; B01J20/30; C02F1/28; C02F101/34
摘要
本发明涉及一种用于处理含苯酚工业废水的大孔吸附树脂及其制备方法，属于大孔吸附树脂技术领域。本发明根据苯酚化合物的物理化学性能，从高分子分子设计入手，选择以苯乙烯作为主要共聚单体，以二乙烯基苯作为主要交联剂，配以具有一定极性的双甲基丙烯酸乙二醇酯作为第二交联剂，同时采用丙烯腈作为第四单体以增强大孔树脂的机械强度和使用寿命。在此基础上，选择良溶剂与不良溶剂配合作为致孔体系。应用悬浮聚合工艺一步合成了对苯酚具有较佳吸附选择性、较高吸附量和易于洗脱、使用寿命长的大孔吸附树脂。其对苯酚的吸附量可达50‑60mg/g，使用周期在100个以上。
权利要求书
1.一种用于处理含苯酚工业废水的大孔吸附树脂，其特征在于：包括以下按照重量份数计的原料：
油相：
苯乙烯 20-30份
二乙烯基苯 50-60份
双甲基丙烯酸乙二醇酯 3-5份
丙烯腈 5-10份
二乙苯 40-50份
异辛醇 40-50份
过氧化二苯甲酰 1-3份;
水相：
10%聚乙烯醇水液 5-10份
明胶 3-5份
氯化钠 5-10份
碳酸钙 3-5份
0.1%次甲基蓝水液 5-10份
去离子水 1500-2000份。
2.根据权利要求1所述的一种用于处理含苯酚工业废水的大孔吸附树脂的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
A、按照配方要求准确称取苯乙烯、二乙烯基苯、双甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯腈、二乙苯、异辛醇、过氧化二苯甲酰油相原料于容器中充分混合均匀，静置、过滤，备用;
B、于一具搅拌、冷凝管及加料口的2500ml三口瓶内，按照水相配方要求，加入去离子水和明胶，在40-45℃下缓慢搅拌直至明胶完全溶解;
C、加入水相的10%聚乙烯醇水液和0.1%次甲基蓝水液，搅拌混合均匀;将反应体系的温度升至55-60℃，加入水相的氯化钠和碳酸钙;将配制好的油相混合物倒入制备好的水相三口瓶内;保持适宜的反应器中搅拌的速度，使油相形成均匀的珠体分散在预先配制好的水相中;
D、于0.5h内将水相温度升至75-80℃，保持该反应温度直至分散的油珠不破定型;将聚合反应体系温度升到80-85℃，保温2-3个小时;将聚合反应体系升温至85-90℃，保温2-3个小时;将聚合反应体系升温至95℃，保温2-3个小时;将反应体系降温至室温，滤出树脂珠体;
E、采用乙醇对树脂进行淋洗，除去树脂内的致孔剂二乙苯、异辛醇、未聚合的单体及其它杂质，真空干燥、筛分即得到用于处理含苯酚工业废水的大孔吸附树脂。
说明书
一种用于处理含苯酚工业废水的大孔吸附树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于处理废水的大孔吸附树脂及其制备方法，更具体地说，本发明涉及一种用于处理含苯酚工业废水的大孔吸附树脂及其制备方法，属于大孔吸附树脂技术领域。
背景技术
随着化学工业的迅速发展，大量有毒有害的有机化合物进入了水环境中，给人类的饮水造成了严重危害。据统计，2006年化工行业排放的废水量占全国工业废水排放总量的20%以上，位居第一，其中苯酚、苯胺类及其它有毒有害有机物的排放量又占化工行业废水排放量的第一位。苯酚是一种重要的化工原料，广泛地应用于工业、农业、医药、卫生等行业中。但苯酚也是一种原生性有机毒物，毒性很大。当水中含有0.001mg/L人即可察觉，人内服8.5-15g即可致死，常饮含酚0.002mg/L以上的水，将会造成慢性中毒。因此，对工业废水中苯酚的处理与回收就成为一项十分迫切的问题。
对于废水中苯酚类物质的去除，己有很多的研究和相关报道，也有不少成熟的文献和专利方法，但利用大孔树脂吸附法处理苯酚类废水的研究相对较少。早在20世纪七八十年代，国际上大量的研究人员就开展了利用大孔吸附树脂处理有机废水的基础性研究。目前，许多研究者正在进行新型大孔吸附树脂和树脂吸附机理的研究。
现有的用于处理含苯酚废水的大孔吸附树脂存在机械强度较低，吸附量少以及使用寿命短的问题。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中用于处理含苯酚废水的大孔吸附树脂的问题，提供一种用于处理含苯酚工业废水的大孔吸附树脂，该树脂机械强度较高，吸附量得到提高，且具有较长的使用寿命。
为了实现上述发明目的，其具体的技术方案如下：
一种用于处理含苯酚工业废水的大孔吸附树脂，其特征在于：包括以下按照重量份数计的原料：
油相：
苯乙烯 20-30份
二乙烯基苯(DVB) 50-60份
双甲基丙烯酸乙二醇酯 3-5份
丙烯腈 5-10份
二乙苯 40-50份
异辛醇 40-50份
过氧化二苯甲酰(BPO) 1-3份;
水相：
10%聚乙烯醇(PVA1788)水液 5-10份
明胶 3-5份
氯化钠 5-10份
碳酸钙 3-5份
0.1%次甲基蓝水液 5-10份
去离子水 1500-2000份。
一种用于处理含苯酚工业废水的大孔吸附树脂的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
A、按照配方要求准确称取苯乙烯、二乙烯基苯、双甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯腈、二乙苯、异辛醇、过氧化二苯甲酰油相原料于容器中充分混合均匀，静置、过滤，备用;
B、于一具搅拌、冷凝管及加料口的2500ml三口瓶内，按照水相配方要求，加入去离子水和明胶，在40-45℃下缓慢搅拌直至明胶完全溶解;
C、加入水相的10%聚乙烯醇水液和0.1%次甲基蓝水液，搅拌混合均匀;将反应体系的温度升至55-60℃，加入水相的氯化钠和碳酸钙;将配制好的油相混合物倒入制备好的水相三口瓶内;保持适宜的反应器中搅拌的速度，使油相形成均匀的珠体分散在预先配制好的水相中;
D、于0.5h内将水相温度升至75-80℃，保持该反应温度直至分散的油珠不破定型;将聚合反应体系温度升到80-85℃，保温2-3个小时;将聚合反应体系升温至85-90℃，保温2-3个小时;将聚合反应体系升温至95℃，保温2-3个小时;将反应体系降温至室温，滤出树脂珠体;
E、采用乙醇对树脂进行淋洗，除去树脂内的致孔剂二乙苯、异辛醇、未聚合的单体及其它杂质，真空干燥、筛分即得到用于处理含苯酚工业废水的大孔吸附树脂。
本发明带来的有益技术效果：
本发明根据苯酚化合物的物理化学性能，从高分子分子设计入手，选择以苯乙烯作为主要共聚单体，以二乙烯基苯作为主要交联剂，配以具有一定极性的双甲基丙烯酸乙二醇酯作为第二交联剂，同时采用丙烯腈作为第四单体以增强大孔树脂的机械强度和使用寿命。在此基础上，选择良溶剂与不良溶剂配合作为致孔体系。应用悬浮聚合工艺一步合成了对苯酚具有较佳吸附选择性、较高吸附量和易于洗脱、使用寿命长的大孔吸附树脂。其对苯酚的吸附量可达50-60mg/g，使用周期在100个以上。
具体实施方式
实施例1
一种用于处理含苯酚工业废水的大孔吸附树脂，包括以下按照重量份数计的原料：
油相：
苯乙烯 20份
二乙烯基苯 50份
双甲基丙烯酸乙二醇酯 3份
丙烯腈 5份
二乙苯 40份
异辛醇 40份
过氧化二苯甲酰 1份;
水相：
10%聚乙烯醇水液 5份
明胶 3份
氯化钠 5份
碳酸钙 3份
0.1%次甲基蓝水液 5份
去离子水 1500份。
实施例2
一种用于处理含苯酚工业废水的大孔吸附树脂，包括以下按照重量份数计的原料：
油相：
苯乙烯 30份
二乙烯基苯 60份
双甲基丙烯酸乙二醇酯 5份
丙烯腈 10份
二乙苯 50份
异辛醇 50份
过氧化二苯甲酰 3份;
水相：
10%聚乙烯醇水液 10份
明胶 5份
氯化钠 10份
碳酸钙 5份
0.1%次甲基蓝水液 10份
去离子水 2000份。
实施例3
一种用于处理含苯酚工业废水的大孔吸附树脂，包括以下按照重量份数计的原料：
油相：
苯乙烯 25份
二乙烯基苯 55份
双甲基丙烯酸乙二醇酯 4份
丙烯腈 7份
二乙苯 45份
异辛醇 45份
过氧化二苯甲酰 2份;
水相：
10%聚乙烯醇水液 7份
明胶 4份
氯化钠 7份
碳酸钙 4份
0.1%次甲基蓝水液 7份
去离子水 1700份。
实施例4
一种用于处理含苯酚工业废水的大孔吸附树脂的制备方法，包括以下工艺步骤：
A、按照配方要求准确称取苯乙烯、二乙烯基苯、双甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯腈、二乙苯、异辛醇、过氧化二苯甲酰油相原料于容器中充分混合均匀，静置、过滤，备用;
B、于一具搅拌、冷凝管及加料口的2500ml三口瓶内，按照水相配方要求，加入去离子水和明胶，在40℃下缓慢搅拌直至明胶完全溶解;
C、加入水相的10%聚乙烯醇水液和0.1%次甲基蓝水液，搅拌混合均匀;将反应体系的温度升至55℃，加入水相的氯化钠和碳酸钙;将配制好的油相混合物倒入制备好的水相三口瓶内;保持适宜的反应器中搅拌的速度，使油相形成均匀的珠体分散在预先配制好的水相中;
D、于0.5h内将水相温度升至75℃，保持该反应温度直至分散的油珠不破定型;将聚合反应体系温度升到80℃，保温2个小时;将聚合反应体系升温至85℃，保温2个小时;将聚合反应体系升温至95℃，保温2个小时;将反应体系降温至室温，滤出树脂珠体;
E、采用乙醇对树脂进行淋洗，除去树脂内的致孔剂二乙苯、异辛醇、未聚合的单体及其它杂质，真空干燥、筛分即得到用于处理含苯酚工业废水的大孔吸附树脂。
实施例5
一种用于处理含苯酚工业废水的大孔吸附树脂的制备方法，包括以下工艺步骤：
A、按照配方要求准确称取苯乙烯、二乙烯基苯、双甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯腈、二乙苯、异辛醇、过氧化二苯甲酰油相原料于容器中充分混合均匀，静置、过滤，备用;
B、于一具搅拌、冷凝管及加料口的2500ml三口瓶内，按照水相配方要求，加入去离子水和明胶，在45℃下缓慢搅拌直至明胶完全溶解;
C、加入水相的10%聚乙烯醇水液和0.1%次甲基蓝水液，搅拌混合均匀;将反应体系的温度升至60℃，加入水相的氯化钠和碳酸钙;将配制好的油相混合物倒入制备好的水相三口瓶内;保持适宜的反应器中搅拌的速度，使油相形成均匀的珠体分散在预先配制好的水相中;
D、于0.5h内将水相温度升至80℃，保持该反应温度直至分散的油珠不破定型;将聚合反应体系温度升到85℃，保温3个小时;将聚合反应体系升温至90℃，保温3个小时;将聚合反应体系升温至95℃，保温3个小时;将反应体系降温至室温，滤出树脂珠体;
E、采用乙醇对树脂进行淋洗，除去树脂内的致孔剂二乙苯、异辛醇、未聚合的单体及其它杂质，真空干燥、筛分即得到用于处理含苯酚工业废水的大孔吸附树脂。
实施例6
一种用于处理含苯酚工业废水的大孔吸附树脂的制备方法，包括以下工艺步骤：
A、按照配方要求准确称取苯乙烯、二乙烯基苯、双甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯腈、二乙苯、异辛醇、过氧化二苯甲酰油相原料于容器中充分混合均匀，静置、过滤，备用;
B、于一具搅拌、冷凝管及加料口的2500ml三口瓶内，按照水相配方要求，加入去离子水和明胶，在42℃下缓慢搅拌直至明胶完全溶解;
C、加入水相的10%聚乙烯醇水液和0.1%次甲基蓝水液，搅拌混合均匀;将反应体系的温度升至57℃，加入水相的氯化钠和碳酸钙;将配制好的油相混合物倒入制备好的水相三口瓶内;保持适宜的反应器中搅拌的速度，使油相形成均匀的珠体分散在预先配制好的水相中;
D、于0.5h内将水相温度升至78℃，保持该反应温度直至分散的油珠不破定型;将聚合反应体系温度升到83℃，保温2.5个小时;将聚合反应体系升温至88℃，保温2.5个小时;将聚合反应体系升温至95℃，保温2.5个小时;将反应体系降温至室温，滤出树脂珠体;
E、采用乙醇对树脂进行淋洗，除去树脂内的致孔剂二乙苯、异辛醇、未聚合的单体及其它杂质，真空干燥、筛分即得到用于处理含苯酚工业废水的大孔吸附树脂。