吸附树脂及其应用

4.2 吸附树脂在食品防腐剂分析中的应用
己二烯酸(山梨酸)是目前广泛使用的食 2,4 - 己二烯酸 (山梨酸 )是目前广泛使用的 食 品防腐剂之一 利用气相色谱法、 之一。 品防腐剂 之一 。 利用气相色谱法 、 高效液相色谱 法和分光光度法, 法和分光光度法 ,来测定食品中痕量山梨酸方法已 有许多报道。光度法的测定原理是基于氧化剂 将山梨酸氧化成丙二醛, K2Cr2O7 将山梨酸氧化成丙二醛 , 再与硫代巴比妥 酸反应,形成一种红色物质。 酸反应,形成一种红色物质。 用 K2Cr2O7 - 硫代巴比妥酸光度法定食品中痕 量 , 2,4-己二烯酸时,可用吸附树脂 GDX-502微型 己二烯酸时, 可用吸附树脂 GDX-502微型 消除醇、 柱消除醇、醛、酮、酯和糖对测定的干扰 。
5、极性相近原则
和通常的吸附规律一样， 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。 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 强的吸附作用， 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 化学力（ 时的吸附力主要为 化学力 （ 氢键及电荷转移为弱 化学力） 化学力）。
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（ 树脂本身由于依靠它和被吸附的分子 （ 吸附 之间的范德华力 氢键作用， 具有吸附性 范德华力和 吸附性， 质 ） 之间的 范德华力 和 氢键作用 ， 具有 吸附性 ， 很高的 又因具有网状结构和很高 比表面积， 而有筛选 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， 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、 分离、 溶剂洗脱而分开 ， 达到 分离 、 纯化 、 除杂 、 浓缩 等不同目的。 等不同目的。 吸附树脂的特点 容易再生， 可反复使用。 特点是 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， 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， 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， 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。 种多，应用范围广。
4.吸附树脂的应用 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， 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， 不同的树脂 ， 因此 ， 吸附树脂的品种多 ， 应用范 围广。 围广。 目前吸附树脂在废水处理 药物提纯、 废水处理、 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、 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 等方面得到了广泛的应用。 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， 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。 的一大进步。
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 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： 的影响表现在以下几个方面：
比表面积 孔径
形成氢键或 电子转移络合物
影响因素
孔容
极性相近原则
孔径分布
1、比表面积
在保证良好扩散的条件下， 树脂的比表面积 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。 越大，吸附量越高。
分类
非极性吸附树脂是由偶极距很小的单体聚合 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， 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， 适用于从极性溶剂 如水) 从极性溶剂( 的有机物 ， 最 适用于 从极性溶剂 ( 如水 ) 中吸附非 极性物质。 极性物质。 中极性吸附树脂含有酯基 含有酯基， 中极性吸附树脂 含有酯基 ， 其 表面兼有疏水 和亲水部分， 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。 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、 含有酰胺基、 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。 静电相互作用吸附极性物质 功能基，它们通过静电相互作用吸附极性物质。
2、孔径
一般树脂的孔径越大 ， 一般树脂的 孔径越大， 吸附质分子在孔内的 孔径越大 扩散速度就越大， 越有利于达到吸附平衡， 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， 降低比表面积。 ， 孔径过大会 降低比表面积 。 经验表明 ， 当吸附 孔径与吸附质分子的直径比为6 左右时， 剂 孔径与吸附质分子的直径比为6:1左右时，吸附 比为 性能最佳。 性能最佳。
2.吸附树脂的分类 2.吸附树脂的分类
按树脂极性不同，吸附树脂可分为： 按树脂极性不同，吸附树脂可分为：
非极性树脂 中极性树脂 极性树脂 强极性树脂
烃类有 机物， 机物， 如：聚 苯乙烯 等
带酯基 的聚合 物，如： 聚丙烯 酸酯
带有酰 胺基等 的聚合 物，如 聚丙烯 酰胺等
含有氧 化氮、 化氮、 吡啶基 等的聚 合物
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, ,NDA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 CODCr值约 对水杨酸生产废水有良好的处理效果, 当进水CODCr值约20 苯酚和水杨酸含量分别为6000 mg/L和 000 mg/L, 苯酚和水杨酸含量分别为6000 mg/L和1300 mg/ NDA树脂一级吸附处理, CODCr和 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 达到排放标准, 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。 产废水中苯酚和水杨酸等化工资源的生产回用。 NDA-211大孔树脂 大孔树脂处理模拟 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, 苯甲酸合成中产生的废水, 取得了良好的效果, 该废水含 二羟基苯甲酸约2100 间苯二酚约680 680mg/ 2,6- 二羟基苯甲酸约 2100 mg/L, 间苯二酚约 680mg/ L , 吸附处理后2， 6- 二羟基苯甲酸浓度<0.2 mg/L, 间苯二酚 吸附处理后2 二羟基苯甲酸浓度< 浓度< 吸附去除率分别> 99. 99. 浓度< 1 mg/L, 吸附去除率分别> 99.9 %和99.8 %;在合适 件 下 者的 脱 附 率都 脂工 的 条 件下 两 者的脱 附率 都 > 99 % , 树 脂 工 作 吸 附 量达 69. 69.5 g/ L 。
4.1.3 其他废水的处理
树脂对生产多 江苏石油化工学院利用 H-103 树脂 对生产多 亚甲基多芳基异氰酸酯 ( PAPI) 产生的苯胺废水 进行吸附研究 , 结果显示9. 去除率为75 mg/ L , 苯胺去除率达 99.9 %, COD 去除率为 75 树脂工作吸附量为80 80～ 50～ % , 树脂工作吸附量为 80～ 100 mg/ mL ; 以 50 ～ 60° 60° C稀盐酸或工业酒精脱附 ,苯胺回收率 > 99 %. 戚品豹利用 H-103 树脂对某磷肥厂产生的苯 树脂对某磷肥厂产生的苯 胺污水进行吸附 , 确定最佳处理条件为污水浓度 000mg/ 1 000mg/ L , 停留时间 15 min , 吸附温度为常 处理后污水能够达标排放. 温 , p H = 7 , 处理后污水能够达标排放.
4.1 大孔吸附树脂在有机废水处理中的应用
含酚废水的处理 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、 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, 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。 题之一。 上海大学研究了DA DA吸附树脂回收 回收、 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 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, 脂不仅能回收苯酚, 而且不产生二次污染, 失效树脂适用 NaOH溶液或甲醇脱酚 溶液或甲醇脱酚, 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, 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。 处理后的废水达到国家排放标准。 CHA大孔吸附树脂, 南京大学采用 CHA-111 大孔吸附树脂, 处理 T-50 石 油酚、 油酚 、 2- 萘酚和五氯酚钠工业生产中产生的高浓度含酚废 石油酚废水中酚总去除率 99. 中酚总去除率〉 水, T-50 石油酚废水中酚总去除率〉99.9 %, COD 去除率 再经过次氯酸钠氧化, 〉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; 萘酚的吸附率 的吸附率〉 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〉 去除率〉 另外, 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 重复使用， 资源化。 解吸后可以重复使用，解析后的污染物可以资源化。