一种磁性萃淋树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种磁性萃淋树脂，所述磁性萃淋树脂的组分包括四氧化三铁、萃取剂以及聚(苯乙烯‑二乙烯基苯)。所述磁性萃淋树脂的制备方法为采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁，将得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。所述磁性萃淋树脂能够高效萃取废液中的Cd(II)，所述制备方法有机溶剂用量少，对环境友好，降低了生产成本，同时所述制备方法工艺简单，可用于工业化生产。

Magnetic extraction resin, preparation method and application thereof

The present invention relates to a magnetic resin, the magnetic Levextrel resin composition comprises ferroferric oxide, poly (styrene extractant and two vinyl benzene). The preparation method of magnetic resin was prepared by coprecipitation of oleic acid modified Fe3O4, adding ferroferric oxide and styrene, oleic acid modified the two vinyl benzene and extraction agent by suspension prepared by the magnetic resin polymerization method. The magnetic Levextrel resin can efficient extraction solution Cd (II), the preparation method of organic solvent consumption, environmentally friendly, reduce production cost, at the same time, the preparation process is simple, can be used for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种磁性萃淋树脂及其制备方法和应用
本专利技术属于水处理领域，涉及一种磁性萃淋树脂、制备方法及其应用，具体涉及一种对二价镉废水具有优良的吸附性能的磁性萃淋树脂、制备方法及其应用。
技术介绍
镉是一种重要的化工原料，目前在镍镉电池制造、化肥和农药的生产、电镀、金属冶炼及矿石提炼等行业得到了广泛的应用。但由此产生的大量含镉废水给人类和环境带来了极大的危害。镉在水体中主要以Cd(II)形式存在，属于一类污染物，国家规定的镉排放标准仅为0.1mg/L，饮用水中Cd(II)的含量小于0.005mg/L，对其处理具有重要的意义。目前应用于镉废水的处理方法主要包括化学沉淀法、离子交换法、絮凝法、浮选法、膜分离技术、电化学处理法及吸附法等。其中化学沉淀法是目前应用比较广泛的一种方法，主要是通过适当的化学反应，将水体溶解态的重金属转变成难溶于水或不溶于水的重金属氧化物，然后将这些化合物从水体中去除。但该方法会产生大量富含重金属的污泥，且污泥的处理成本和相关维修费用较高。吸附法具有操作简便、成本较低、工艺简单、金属离子容易回收、吸附剂可以循环再生使用等优点，已经在废水处理过程中被广泛应用。磁性萃淋树脂作为金属处理的重要吸附材料之一，既具有溶剂萃取的高选择性和高效性，又像离子交换一样操作方便、无污染。同时，随着磁性分离技术的发展，磁性吸附剂在Cd(Ⅱ)废水处理方面展现出良好的应用前景。因此开发一种可用于Cd(II)分离的新型磁性磁性萃淋树脂及其制备方法，具有十分重要的意义。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种磁性萃淋树脂及其制备方法和应用，所述磁性萃淋树脂能够高效萃取废液中的Cd(II)，所述制备方法有机溶剂用量少，对环境友好，降低了生产成本，同时所述制备方法工艺简单，可用于工业化生产。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术目的之一在于提供一种磁性萃淋树脂，所述磁性萃淋树脂的组分包括四氧化三铁、萃取剂以及聚(苯乙烯-二乙烯基苯)，所述四氧化三铁和萃取剂负载于聚(苯乙烯-二乙烯基苯)。作为本专利技术优选的技术方案，所述磁性萃淋树脂中四氧化三铁的质量分数为5～20％，如5％、6％、8％、10％、12％、15％、18％或20％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述磁性萃淋树脂中萃取剂的质量分数为20～45％，如20％、25％、30％、35％、40％或45％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述磁性萃淋树脂中聚(苯乙烯-二乙烯基苯)的质量分数为40％～60％，如40％、42％、45％、48％、50％、52％、55％、58％或60％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，所述萃取剂为Cyanex272。本专利技术目的之二在于提供一种上述磁性萃淋树脂的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁；(2)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述共沉淀法制备油酸修饰的四氧化三铁包括以下步骤：(a)将三氯化铁和二氯化铁溶解于水中，得到混合水溶液；(b)在惰性气体保护下加热，并向步骤(a)得到的混合水溶液中加入浓氨水，待溶液变黑后，加入油酸，反应得到油酸修饰的四氧化三铁。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(a)所述三氯化铁与二氯化铁的摩尔比为(1～3):1，如1:1、1.2:1、1.5:1、1.8:1、2:1、2.2:1、2.5:1、2.8:1或3:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(a)所述混合水溶液中三氯化铁的浓度为0.1～0.5mol/L，如0.1mol/L、0.15mol/L、0.2mol/L、0.25mol/L、0.3mol/L、0.35mol/L、0.4mol/L、0.45mol/L或0.5mol/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(a)所述混合水溶液中二氯化铁的浓度为0.1～0.5mol/L，如0.1mol/L、0.15mol/L、0.2mol/L、0.25mol/L、0.3mol/L、0.35mol/L、0.4mol/L、0.45mol/L或0.5mol/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(b)所述惰性气体包括氮气、氦气或氩气中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：氮气和氦气的组合、氮气和氩气的组合、氦气和氩气的组合或氮气、氩气和氦气的组合等。优选地，步骤(b)所述加热的温度为60～90℃，60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(b)加入浓氨水在搅拌下进行。优选地，所述搅拌的速度为500～1000r/min，如500r/min、600r/min、700r/min、800r/min、900r/min或1000r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(b)所述浓氨水的加入量为每100mL所述混合水溶液5～17mL，如5mL、6mL、7mL、8mL、9mL、10mL、11mL、12mL、13mL、14mL、15mL、16mL或17mL等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(b)所述油酸的加入量为每100mL所述混合水溶液3～10mL，如3mL、4mL、5mL、6mL、7mL、8mL、9mL或10mL等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(b)所述反应的时间为20～60min，如20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(b)所述反应结束后对产物进行纯化。优选地，所述纯化的方法为磁分离，洗涤和干燥。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述悬浮聚合法包括以下步骤：(a′)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁、引发剂、萃取剂、苯乙烯和二乙烯基苯混合，得到油相；(b′)将水、明胶、曲拉通X-100和碳酸钙混合，得到水相；(c′)将步骤(a′)得到的油相加入到步骤(b′)得到的水相中，搅拌得混合溶液，反应，熟化，得到磁性萃淋树脂。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(a′)所述引发剂为偶氮二异丁腈。优选地，步骤(b′)所述混合的温度为30～60℃，如30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(c′)所述搅拌的速度为100～900r/min，如100r/min、200r/min、300r/min、400r/min、500r/min、600r/min、700r/min、800r/min或900r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性萃淋树脂，其特征在于，所述磁性萃淋树脂的组分包括四氧化三铁、萃取剂以及聚(苯乙烯‑二乙烯基苯)，所述四氧化三铁和萃取剂负载于聚(苯乙烯‑二乙烯基苯)。

【技术特征摘要】
1.一种磁性萃淋树脂，其特征在于，所述磁性萃淋树脂的组分包括四氧化三铁、萃取剂以及聚(苯乙烯-二乙烯基苯)，所述四氧化三铁和萃取剂负载于聚(苯乙烯-二乙烯基苯)。2.根据权利要求1所述的树脂，其特征在于，所述磁性萃淋树脂中四氧化三铁的质量分数为5～20％；优选地，所述磁性萃淋树脂中萃取剂的质量分数为20～45％；优选地，所述磁性萃淋树脂中聚(苯乙烯-二乙烯基苯)的质量分数为40％～60％。3.根据权利要求1或2所述的树脂，其特征在于，所述萃取剂为Cyanex272。4.一种权利要求1-3任一项所述的磁性萃淋树脂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁；(2)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述共沉淀法制备油酸修饰的四氧化三铁包括以下步骤：(a)将三氯化铁和二氯化铁溶解于水中，得到混合水溶液；(b)在惰性气体保护下加热，并向步骤(a)得到的混合水溶液中加入浓氨水，待溶液变黑后，加入油酸，反应得到油酸修饰的四氧化三铁。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)所述三氯化铁与二氯化铁的摩尔比为(1～3):1；优选地，步骤(a)所述混合水溶液中三氯化铁的浓度为0.1～0.5mol/L；优选地，步骤(a)所述混合水溶液中二氯化铁的浓度为0.1～0.5mol/L；优选地，步骤(b)所述惰性气体包括氮气、氦气或氩气中任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(b)所述加热的温度为60～90℃；优选地，步骤(b)加入浓氨水在搅拌下进行；优选地，所述搅拌的速度为500～1000r/min；优选地，步骤(b)所述浓氨水的加入量为每100mL所述混合水溶液5～17mL；优选地，步骤(b)所述油酸的加入量为每100mL所述混合水溶液3～10mL；优选地，步骤(b)所述反应的时间为20～60min；优选地，步骤(b)所述反应结束后对产物进行纯化；优选地，所述纯化的方法为磁分离，洗涤和干燥。7.根据权利要求4-6任一项所述的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨良嵘，董婷婷，潘峰，于杰淼，戎猛，刘会洲，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11