一种除氟阴离子交换树脂及其制备和再生方法技术

本发明专利技术公开了一种除氟阴离子交换树脂及其制备和再生方法，其中，制备方法包括以下步骤：(1)配制第一改性盐溶液、第二改性盐溶液，第一改性盐溶液为两性金属盐溶液，第二改性盐溶液为有机溶剂和金属盐溶液的混合溶液；(2)以阴离子交换树脂填充过滤柱，制得阴离子交换柱；(3)在步骤(2)制得的阴离子交换柱中通过过量第一改性盐溶液，使阴离子交换树脂达到平衡状态；(4)使用去离子水淋洗步骤(3)制得的阴离子交换柱，使阴离子交换树脂至中性；(5)在步骤(4)制得的阴离子交换柱中通过过量第二改性盐溶液，使阴离子交换树脂达到平衡状态，得到除氟阴离子交换树脂。

A defluorinated anion exchange resin and its preparation and regeneration method

【技术实现步骤摘要】
一种除氟阴离子交换树脂及其制备和再生方法
本专利技术涉及污水与自来水处理
，尤其涉及一种除氟阴离子交换树脂及其制备和再生方法。
技术介绍
氟是人体必需的微量元素之一，成人每日需氟量为1.0～1.5mg，人们日常的饮用水中的含氟量不得超过0.6mg/L。饮用水中的氟超标给人体健康带来严重的负面影响，长期饮用氟超标的水会导致氟斑牙、氟骨病等问题。灌溉用水中的高浓度氟离子则会抑制农作物新陈代谢、光合作用和呼吸作用导致产量降低。同时，用高氟的水灌溉还会导致土壤污染。工业用水中的氟离子浓度较高则会在酸性环境下腐蚀金属、玻璃和含硅的物质，在工业用水深度处理过程中导致的氟累积还会形成氟化物沉淀，破坏管道系统，增加成本。水体高效除氟是目前国内外研究和技术开发的重要方向。目前的除氟技术主要包括吸附法、沉淀法和膜法。吸附法中常用的吸附剂为骨炭、羟基磷灰石、活性氧化铝等。骨炭、羟基磷灰石、活性氧化铝等存在着以下几方面非常明显的不足：吸附材料使用寿命短，除氟效果差，再生过程中使用强酸强碱等腐蚀性化学品并且伴随大量污染物的产生，处理后水体比较浑浊，经济性差。专利CN102259946A、CN102357357A采用负载Ti、Zr方式除氟，成本较高。专利CN104478031B采用聚合氯化铝和羟基磷灰石共聚制备的除氟材料机械性能差。
技术实现思路
本专利技术提供了一种除氟阴离子交换树脂及其制备和再生方法，以解决已有技术中除氟成本高、除氟能力弱、材料机械性能和动力学条件差再生过程二次污染严重的问题，以阴离子交换树脂为载体，克服道南效应，提供一种容量高、机械性能和动力条件好、再生简单环保的除氟新材料。第一方面，本专利技术提供的一种除氟阴离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)配制第一改性盐溶液、第二改性盐溶液。(2)以阴离子交换树脂填充过滤柱，制得阴离子交换柱。(3)在步骤(2)制得的阴离子交换柱中通过过量第一改性盐溶液，使阴离子交换树脂达到平衡状态。(4)使用去离子水淋洗步骤(3)制得的阴离子交换柱，使阴离子交换树脂至中性。(5)在步骤(4)制得的阴离子交换柱中通过过量第二改性盐溶液，使阴离子交换树脂达到平衡状态，得到除氟阴离子交换树脂。其中：第一改性盐溶液为两性金属盐溶液，第二改性盐溶液为有机溶剂和金属盐溶液的混合溶液。优选地，阴离子交换树脂为大孔阴离子交换树脂。优选地，两性金属盐溶液包括铝盐溶液、锌盐溶液或铍盐溶液。优选地，第二改性盐溶液中，有机溶剂包括乙二醇、丙三醇、二甲胺、四氢呋喃，金属盐溶液包括钠盐溶液、钾盐溶液、镁盐溶液、锌盐溶液或钙盐溶液。优选地，步骤(5)中，反应温度为20-100℃。优选地，大孔阴离子交换树脂为大孔氯型阴离子交换树脂。优选地，两性金属盐溶液的质量百分浓度不低于5％。优选地，金属盐溶液的质量百分浓度不低于5％，有机溶剂与金属盐溶液的体积比为5-50％。第二方面，本专利技术还提供了一种除氟阴离子交换树脂产品，由上述第一方面提供的除氟阴离子交换树脂的制备方法制得。第三方面，本专利技术还提供了一种除氟阴离子交换树脂的再生方法，用于上述第二方面提供的除氟阴离子交换树脂产品。该再生方法包括以下步骤：(1)制备再生溶液。(2)在使用过的阴离子交换柱中通过过量再生溶液，使阴离子交换树脂达到平衡状态。其中：再生溶液为pH值不小于9的中性盐溶液和碱性盐溶液的混合溶液。本专利技术具有以下有益效果：(1)在不改变原有树脂离子交换性能的前提下增加了除氟能力；(2)制备工艺过程简单，原材料价格低廉；(3)除氟能力强、反应动力学条件优越；(4)再生效率高、再生废液少、用药成本低；(5)材料机械性能强，可长期多次循环再生使用，效果仍能保持较高水平。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的一种除氟阴离子交换树脂的除氯测试图。具体实施方式本专利技术提供了一种除氟阴离子交换树脂及其制备和再生方法，以解决已有技术中除氟成本高、除氟能力弱、材料机械性能和动力学条件差再生过程二次污染严重的问题，以阴离子交换树脂为载体，克服道南效应，提供一种容量高、机械性能和动力条件好、再生简单环保的除氟新材料。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供的一种除氟阴离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)配制第一改性盐溶液、第二改性盐溶液，其中：第一改性盐溶液为两性金属盐溶液，第二改性盐溶液为有机溶剂和金属盐溶液的混合溶液。(2)以阴离子交换树脂填充过滤柱，制得阴离子交换柱。(3)在步骤(2)制得的阴离子交换柱中通过过量第一改性盐溶液，使阴离子交换树脂达到平衡状态。(4)使用去离子水淋洗步骤(3)制得的阴离子交换柱，使阴离子交换树脂至中性。(5)在步骤(4)制得的阴离子交换柱中通过过量第二改性盐溶液，使阴离子交换树脂达到平衡状态，得到除氟阴离子交换树脂。上述实施方案中，各个步骤之间可以根据具体实施过程中的要求进行工艺流程的变化，在此不详细阐述。对于除氟阴离子交换树脂的制备方法的具体实施方式可以参看下列实施例。实施例1本实施例1提供的一种除氟阴离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)配制质量百分浓度10％的AlCl3溶液作为第一改性盐溶液。配制质量百分浓度10％的NaCl溶液，并在其中加入5％的无水乙醇(体积比)，形成的混合溶液作为第二改性盐溶液(2)以大孔氯型阴离子交换树脂填充过滤柱，制得阴离子交换柱。(3)在步骤(2)制得的阴离子交换柱中通过过量第一改性盐溶液，使阴离子交换树脂达到平衡状态，即进水和出水中某个离子的浓度不变。(4)使用去离子水淋洗步骤(3)制得的阴离子交换柱，使阴离子交换树脂至中性。(5)在步骤(4)制得的阴离子交换柱中通过过量第二改性盐溶液，使阴离子交换树脂达到平衡状态，得到除氟阴离子交换树脂。实施例2本实施例2提供的另一种除氟阴离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)配制质量百分浓度5％的ZnSO4溶液作为第一改性盐溶液。配制质量百分浓度10％的NaHCO3溶液，并在其中加入20％的甲醇(体积比)，形成的混合溶液作为第二改性盐溶液(2)以大孔氯型阴离子交换树脂填充过滤柱，制得阴离子交换柱。(3)在步骤(2)制得的阴离子交换柱中通过过量第一改性盐溶液，使阴离子交换树脂达到平衡状态，即进水和出水中某个离子的浓度不变。(4)使用去离子水淋洗步骤(3)制得的阴离子交换柱，使阴离子交换树脂至中性。(5)在步骤(4)制得的阴离子交换柱中通过过量第二改性盐溶液，使阴离子交换树脂达到平衡状态，得到除氟阴离子交换树脂。实施例3本实施例3提供的又一种除氟阴离子交换树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)配制饱和的Cr2(SO4)3溶液作为第一改性盐溶液。配制饱和的NaHCO3溶液，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种除氟阴离子交换树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)配制第一改性盐溶液、第二改性盐溶液；(2)以阴离子交换树脂填充过滤柱，制得阴离子交换柱；(3)在步骤(2)制得的阴离子交换柱中通过过量第一改性盐溶液，使阴离子交换树脂达到平衡状态；(4)使用去离子水淋洗步骤(3)制得的阴离子交换柱，使阴离子交换树脂至中性；(5)在步骤(4)制得的阴离子交换柱中通过过量第二改性盐溶液，使阴离子交换树脂达到平衡状态，得到除氟阴离子交换树脂；其中：第一改性盐溶液为两性金属盐溶液，第二改性盐溶液为有机溶剂和金属盐溶液的混合溶液。

【技术特征摘要】
1.一种除氟阴离子交换树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)配制第一改性盐溶液、第二改性盐溶液；(2)以阴离子交换树脂填充过滤柱，制得阴离子交换柱；(3)在步骤(2)制得的阴离子交换柱中通过过量第一改性盐溶液，使阴离子交换树脂达到平衡状态；(4)使用去离子水淋洗步骤(3)制得的阴离子交换柱，使阴离子交换树脂至中性；(5)在步骤(4)制得的阴离子交换柱中通过过量第二改性盐溶液，使阴离子交换树脂达到平衡状态，得到除氟阴离子交换树脂；其中：第一改性盐溶液为两性金属盐溶液，第二改性盐溶液为有机溶剂和金属盐溶液的混合溶液。2.根据权利要求1所述的除氟阴离子交换树脂的制备方法，其特征在于，所述阴离子交换树脂为大孔阴离子交换树脂。3.根据权利要求1所述的除氟阴离子交换树脂的制备方法，其特征在于，所述两性金属盐溶液包括铝盐溶液、锌盐溶液或铍盐溶液。4.根据权利要求1所述的除氟阴离子交换树脂的制备方法，其特征在于，所述第二改性盐溶液中，有机溶剂包括甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、二甲胺、四氢呋...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜庆伟，高印军，张凌晓，李宏鹏，李金泽，唐漪，宋美华，左玉娜，刘建民，郭文平，
申请(专利权)人：山东省水利科学研究院，山东金泽水业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37