吸附树脂及其应用

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。
4.1.3 其他废水的处理
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 , 出水苯胺浓度 < 3 mg/ L , 苯胺去除率达99.9 %, COD 去除率为75 % , 树脂 工作吸附量为80～100 mg/ mL ; 以50～60° 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胺 污水进行吸附 , 确定最佳处理条件为污水浓度 1 000mg/ L , 停留时间 15 min , 吸附温度为常温 , p H = 7 , 处理后污水能够达标排放.
2.吸附树脂的分类
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， 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、 吡啶基 等的聚 合物
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。
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 。
3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
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。
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：
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 。
主要内容
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吸附树脂的概述
吸附树脂的分类 影响吸附性能的因素 吸附树脂的应用 吸附树脂的应用特点
1. 吸附树脂的概述
吸附树脂（adsorption resin）又称树脂吸附 剂，是在离子交换树脂的基础上发展起来的。吸 附树脂是一种不含离子交换基团的高交联度体型 高分子珠粒，其内部拥有许多分子水平的孔道， 提供扩散通道和吸附场所。 20世纪70年代以来，随着大孔离子交换树脂的 发展，大孔吸附树脂应运而生。它是以苯乙烯和 丙烯酸酯为单体，加入二乙烯苯为交联剂，甲苯 、二甲苯为致孔剂，它们相互交联聚合形成了多 孔骨架结构。
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 浓度< 1 mg/L, 吸附去除率分别> 99.9 %和99.8 %;在合 适的条件下两者的脱附率都> 99 % , 树脂工作吸附量达 69.5 g/ L 。