【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种除氟专用树脂的制备方法，属于树脂吸附材料领域。
技术介绍
1、氟(f)是一种广泛存在于自然界的元素，是人体的重要组成部分(90％存在于骨骼和牙齿中)。人体摄入微量的氟可显著预防龋齿，但慢性过量摄入可导致氟中毒(氟斑牙和氟骨病)，长期摄入f可能对中枢神经系统造成严重损害。因此，世界卫生组织制定了严格的饮用水标准，明确规定饮用水中f的最高浓度为1.5mg/l。我国根据本国国情，从实际出发，制定的工业废水排放标准规定氟离子浓度应小于10mg/l，而生活饮用水标准规定氟化物不超过1.0mg/l。目前主要的除氟方法包括沉淀法、吸附法、电化学法、离子交换法以及膜过滤。离子交换法的基本原理是使用离子交换树脂或离子交换纤维上的可交换离子与水中的f进行交换。除氟常用的离子交换树脂是指阴离子交换树脂，也有研究尝试用螯合树脂或阳离子交换树脂与f形成氨键作用而实现除氟的目的。对于阴离子交换树脂来说，常见阴离子的交换顺序一般为so42-＞no3-＞cro42-＞br-＞cn-＞cl-＞f-，f的选择性不高，容易受到其他共存离子的干扰。因此如何提高除氟树脂的容量和使用次数具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种除氟专用树脂的制备方法，解决了现有离子交换树脂除氟容量小，寿命短等问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种除氟专用树脂的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)将水：氯氧化锆：水合硫酸铁按照比例配制反应液，搅拌
5、(2)向步骤(1)中加入3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷、聚乙烯二醇和全氟辛基丙基丙烯酸酯，60-80℃，反应2-3h；
6、(3)向步骤(2)加入已烘干基础树脂，静态下浸泡8-12h；
7、(4)抽滤，将反应母液完全滤除；
8、(5)母液滤干后，加入20％的naoh溶液，密闭，加热至100℃保温2h，再继续升温至120℃保温6h；
9、(6)保温结束，自然冷却至60℃以下，滤除反应容器内的碱液；
10、(7)以水冲洗至出水清澈，得产品。
11、进一步，优选地：所述的水：氯氧化锆：水合硫酸铁的重量比为：2:3:1。
12、进一步，优选地：所述的搅拌为转速80-100r/min，时间1-2h。
13、进一步，优选地：所述的3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷的加入量为氯氧化锆和水合硫酸铁总重的2-3％，所述聚乙烯二醇的加入量为氯氧化锆和水合硫酸铁总重的1-2％，所述全氟辛基丙基丙烯酸酯的加入量为氯氧化锆和水合硫酸铁总重的0.5-1％。
14、进一步，优选地：所述的步骤(1)中还包括硝酸镧，添加量为氯氧化锆和水合硫酸铁总重的0.1-0.2％。
15、进一步，优选地：所述的基础树脂的制备方法如下：
16、(1)采用苯乙烯、二乙烯苯作为聚合单体，加入致孔剂，通过悬浮聚合制备出粒径在0.3-1.2mm的球状聚合物颗粒，烘干水分至1％以下，得到苯乙烯-二乙烯苯聚合物颗粒；
17、(2)将已烘干的苯乙烯-二乙烯苯聚合物颗粒在氯甲基甲醚中，加入催化剂进行氯甲基化反应；
18、(3)然后进行胺化反应，获得强碱性阴离子交换树脂，将树脂低温烘干至水分小于5％备用。
19、进一步，优选地：所述的致孔剂为异丁醇。
20、进一步，优选地：苯乙烯、二乙烯苯、致孔剂的重量比为1：0.15：0.6。
21、进一步，优选地：所述的催化剂为氯化锌、氯化铁、氯化铝其中一种。
22、进一步，优选地：所述的胺化反应的胺化剂采用二甲基乙醇胺。
23、进一步，优选地：苯乙烯-二乙烯苯聚合物颗粒：催化剂：胺化剂的重量比为1：1.5：0.35。
24、本专利技术的有益效果：
25、本专利技术采用氯氧化锆和水合硫酸铁作为除氟离子源，能够提高络合反应的速率和络合物的稳定性。锆离子和铁离子都具有高电荷密度和多个配位位点，能够与氟离子形成稳定的络合物，这些络合物形成后，可以提高氟离子的稳定性，防止其在溶液中的水解和分解。锆离子和铁离子可以相互促进彼此与氟离子的结合，锆离子的存在可以提供额外的空位，促进铁离子与氟离子的配位，铁离子可以作为电荷亲和性较强的金属中心，吸引氟离子的配位，这种相互促进作用可以加速络合反应的进行。当锆离子和铁离子同时存在时，它们在络合物中的位置和构型可能会发生变化，从而增加了络合物的稳定性。
26、锆离子和铁离子与树脂的结合数量和结合力对应树脂的性能具有重要影响，本专利技术采用3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷、聚乙烯二醇和全氟辛基丙基丙烯酸酯对氯氧化锆和水合硫酸铁进行预处理，通过增加树脂表面的润湿性并提供配位基团或表面活性位点的方式，提高通过增加树脂表面的润湿性并提供配位基团或表面活性位点的方式，提高锆离子与树脂的结合，进而提高树脂的容量和使用寿命。
27、3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷是一种有机硅化合物，它含有羟基和甲氧基基团，这些基团可以与金属离子形成配位键，增强金属离子与树脂的结合；3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷具有较好的亲水性，可以增加树脂表面的润湿性，促使金属离子更好地与树脂接触和结合。
28、聚乙烯二醇是一种具有多个氧原子的聚合物，可以与金属离子形成氢键、配位键或复合物结构，增强与树脂的相互作用；聚乙烯二醇具有良好的可溶性和润湿性，可以为金属离子提供更多的接触面积和扩散路径，进一步增加与树脂的结合。
29、全氟辛基丙基丙烯酸酯是一种表面活性剂，具有较低的表面张力和较好的润湿性，可以在树脂表面形成薄膜，并提供更多的表面活性位点，促进金属离子与树脂的结合；全氟辛基丙基丙烯酸酯还可以提高树脂的亲水性和化学稳定性，使得金属离子与树脂的结合更加牢固和持久。
30、本专利技术所制备的树脂外观为米灰色至米黄色不透明球状颗粒，粒度(0.6-1.25mm)(％)：≥95，含水量(％)：50-60，树脂湿视密度(g/ml)：0.76-0.78；磨后圆球率(％)：97.8-99.2；静态吸附容量(mg/g)：54.9-57.6；动态吸附容量(mg/g)：24.8-31.5；脱附率(％)：97.9-99.1，性能均优于单独采用氯氧化锆的树脂，静态吸附容量提高了23.2％，动态吸附容量提高了65.2％。
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1.一种除氟专用树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种除氟专用树脂的制备方法，其特征在于：所述的水：氯氧化锆：水合硫酸铁的重量比为：2:3:1。
3.根据权利要求1所述的一种除氟专用树脂的制备方法，其特征在于：所述的搅拌为转速200-300r/min，时间1-2h。
4.根据权利要求1所述的一种除氟专用树脂的制备方法，其特征在于：所述的3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷的加入量为氯氧化锆和水合硫酸铁总重的2-3％，所述聚乙烯二醇的加入量为氯氧化锆和水合硫酸铁总重的1-2％，所述全氟辛基丙基丙烯酸酯的加入量为氯氧化锆和水合硫酸铁总重的0.5-1％。
5.根据权利要求1所述的一种除氟专用树脂的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中还包括硝酸镧，添加量为氯氧化锆和水合硫酸铁总重的0.1-0.2％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种除氟专用树脂的制备方法，其特征在于：所述的基础树脂的制备方法如下：
7.根据权利要求6所述的一种除氟专用树脂的制备方法，其特征在于：所述的致孔剂为异丁醇；
8.根据权利要求6所述的一种除氟专用树脂的制备方法，其特征在于：所述苯乙烯、二乙烯苯、致孔剂的重量比为1：0.15：0.6。
9.根据权利要求6所述的一种除氟专用树脂的制备方法，其特征在于：苯乙烯-二乙烯苯聚合物颗粒：催化剂：胺化剂的重量比为1：1.5：0.35。
...【技术特征摘要】
1.一种除氟专用树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种除氟专用树脂的制备方法，其特征在于：所述的水：氯氧化锆：水合硫酸铁的重量比为：2:3:1。
3.根据权利要求1所述的一种除氟专用树脂的制备方法，其特征在于：所述的搅拌为转速200-300r/min，时间1-2h。
4.根据权利要求1所述的一种除氟专用树脂的制备方法，其特征在于：所述的3-甲氧基丙基三甲氧基硅烷的加入量为氯氧化锆和水合硫酸铁总重的2-3％，所述聚乙烯二醇的加入量为氯氧化锆和水合硫酸铁总重的1-2％，所述全氟辛基丙基丙烯酸酯的加入量为氯氧化锆和水合硫酸铁总重的0.5-1％。
5.根据权利要求1所述的一种除氟专用树脂的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：张跃伟，张烨鹏，张祖保，唐晓燕，张志国，乔苏明，
申请(专利权)人：鹤壁市海格化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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