本发明专利技术公开了一种抗有机物污染离子交换树脂及其制备方法和应用，属于提高离子交换树脂性能的技术领域。其通过在离子交换树脂制备过程中，添加相当于树脂质量0.1%～30%的包裹改性剂的无机颗粒，可以使树脂含水率提高3%～30%，从而改善树脂结构，使树脂的再生效率提高0.4%～70%。本方法能够提高离子交换树脂在水处理应用中的抗有机物污染能力，延长离子交换树脂的使用寿命；在水处理应用过程中，该离子交换树脂能够长期稳定地再生使用，除了能够保障水处理效果，也可避免因经常更换树脂带来的繁杂操作和成本压力，是一种简单有效、成本低廉的方法。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种抗有机物污染离子交换树脂及其制备方法和应用，属于提高离子交换树脂性能的
。其通过在离子交换树脂制备过程中，添加相当于树脂质量0.1%～30%的包裹改性剂的无机颗粒，可以使树脂含水率提高3%～30%，从而改善树脂结构，使树脂的再生效率提高0.4%～70%。本方法能够提高离子交换树脂在水处理应用中的抗有机物污染能力，延长离子交换树脂的使用寿命；在水处理应用过程中，该离子交换树脂能够长期稳定地再生使用，除了能够保障水处理效果，也可避免因经常更换树脂带来的繁杂操作和成本压力，是一种简单有效、成本低廉的方法。【专利说明】一种抗有机物污染离子交换树脂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种抗有机物污染离子交换树脂及其制备方法和应用，具体的说，是一种通过添加无机颗粒增加树脂含水率提高离子交换树脂抗有机物污染的方法，属于提高离子交换树脂性能的
。
技术介绍
离子交换树脂是一种被广泛用于水处理的具有电荷性功能基团的高分子聚合物颗粒，其水处理工艺对水质耐受范围大、高水力负荷处理稳定、可避免投药引起的二次污染、操作简便、成本低廉。因其具有交换、吸附等功能特性，能够有效回收重金属离子，去除有机废水中的带电荷类有机物，净化水体。在实际水处理中，不但要求离子交换树脂具有较高的交换容量，同时必须具备高效稳定的再生性能。提高树脂的再生性能，不仅有利于其水处理效果的稳定性，同时有利于增加树脂的使用寿命，降低处理成本。目前，大量工作集中在如何提高其吸附性能或分离效率。在保障吸附性能和分离效率的基础上，部分研究者们对其再生情况进行了初步的评价，但是并没有提高树脂再生效率或抗污染性能的技术产生。CN101537375和CN102463155A公开的大孔阴离子交换树月旨，通过增加树脂的孔道比例，提高了树脂的交换容量和离子交换速度；CN102580791A公开的一种赖氨酸修饰两性大孔离子交换树脂，增强了离子交换能力，可去除多种污染物。然而，这些工作并没有深入研究树脂的再生性能。事实上，孔道和比表面积的增加并不利于树脂的再生，反而会增加了水体中有机质对树脂的污染。李有铭等人在2011年第2期《污染防治技术》离子交换树脂的污染和复苏工艺探讨一文中指出:孔道增多容易引起树脂堵塞，疏水性有机物一旦堵塞孔道，会排斥易被交换的荷电物质，在树脂表面形成污染层，导致树脂再生困难、很快失效。除了孔道作用外，树脂的亲水性对其再生性能也有重要的影响。使用极性基团修饰能够提高树脂含水率，在一定程度抵抗疏水有机物的污染。如苯乙烯系强碱II型树脂的抗污染能力优于强碱I型树脂，主要是因为引入了含有亲水性羟基的二甲基乙醇胺。但是，苯乙烯系强碱II型树脂仍然较易被污染，原因在于苯乙烯系树脂骨架。杨崇豪等人第19卷第I期《华北水利水电学院学报》中指出:在树脂合成过程中，主要是苯乙烯和二乙烯苯的聚合，由于二乙烯苯三种(对、间、邻)异构体的聚合速度不同、游离基碰撞速度不同，导致树脂结构不均匀，性能较差。在水处理应用时，有机离子容易滞留在苯乙烯树脂交联紧密部分、不易再生，占用大量活性点位。相比之下，改为亲水性的丙烯酸与二乙烯苯聚合，减少了骨架对有机酸吸附，降低了有机酸的吸着率。但是，Z.Beril G0ndcr等人在2006年189期Desalination中的研究指出:丙烯酸系阴离子树脂也容易被水中有机物污染，其再生去除效果随使用次数下降。此外，王赞等人在2000年第4期《工业用水与废水》中提出:强碱树脂易被有机物污染，树脂容易失效，需要采用出水水质曲线法或污染指数法进行判断，及时更换树脂以保障水质；孙玉红等人在2006年第22期《科技资讯》中指出:针对树脂工业应用的实际污染状况，提出一些优化再生方法，以期降低快速污染带来的操作和成本压力。由此可见，提高离子交换树脂的抗污染能力成为树脂有效利用的关键问题。目前，尚没有使用无机颗粒与单体共聚以提高树脂抗污染性能的技术和相关报道。虽然无机颗粒与单体共聚的树脂已有报道，但大都注重树脂的分离性能。由于选用不当改性剂包裹，抗污染性能不升反降。如US Patent N0.5900146公开了一种通过添加Fe2O3磁性粒子制备易于分离的磁性树脂，该树脂能够快速沉降分离。但该方法使用了 Solsperse-24000超分散剂作为磁性无机颗粒的改性剂。在此聚合过程中，Solsperse-24000与Fe2O3的结合容易导致树脂结构更加紧密，树脂更易积累有机物，难以脱附，导致其使用寿命降低。Krystal M.Walker等人在2011年45卷第9期《WaterResearch》中指出:仅20次再生使用后，上述磁性树脂对地表水中溶解性有机物的去除效率下降10%ο同时，Tien Vinh Nguyen等人在2011年276卷第1-3期《Desalination》中得到同样的实验结果，上述磁性树脂4次再生使用后，对生活污水中溶解性有机物的去除效率下降25%。同样的，在CN102641753A公开的磁性强碱离子交换树脂的技术中，为了促进磁性无机颗粒与油相的融合，使用了油酸作为磁性无机颗粒的改性剂，导致树脂污染程度增加。因此，离子交换树脂添加无机颗粒时，一定要考察其再生性能。若选用不当的无机颗粒和改性剂，采取不当改性方法，都会使合成的树脂疏水性增强、网孔结构变紧密，不利于树脂抗有机物污染；其使用次数将会不同程度减少。综上所述，如何提闻尚子交换树脂的再生效率和使用寿命是水处理工业急需解决的一大难题。在保障离子交换性能的前提下，提高树脂的抗污染性能，延长其使用寿命，成为离子交换树脂进一步推广应用的关键。
技术实现思路
1、要解决的问题针对现有离子交换树脂存在去除率低和使用寿命短的问题，本专利技术提供一种抗有机物污染离子交换树脂及其制备方法和应用，通过该方法能提高离子交换树脂抗有机物污染的能力，有利于离子交换树脂的再生，提高离子交换树脂的使用寿命。2、技术方案为了解决上述问题，本专利技术通过在传统离子交换树脂制备过程中，添加相当于单体质量0.1%~30%的改性剂包裹的无机颗粒，制备添加无机颗粒的新型离子交换树脂。与传统离子交换树脂相比，新型离子交换树脂的含水率提高了 3%~30% ;且在水处理再生使用过程中，新型离子交换树脂的再生效率提高了 0.4%~70%。其具体方案如下。一种制备抗有机物污染离子交换树脂的方法，其步骤为:(I)油相的配制:油相包含单体、交联剂、引发剂，由三种物质混合而成，所述的单体与交联剂的重量比为1:0.02~0.45，单体与引发剂的重量比为1:0.003~0.15 ;所述的单体为由丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯腈、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、对氯苯乙烯、二乙烯苯、硝基苯乙烯、二氯苯乙烯、聚氯甲基苯乙烯、甲基纤维素、羧甲基纤维素、海藻酸钠、壳聚糖及其衍生物中的一种或任意几种的混合物；(2)水相的配制:水相中加入占水相质量比为0.2%~3%的分散剂；水相总质量与油相总质量比值为1:0.4~I ;其中，分散剂为聚乙烯醇、明胶、淀粉、甲基纤维素及其衍生物、碳酸钙、磷酸钙、滑石粉、硅藻土、膨润土、食盐、硅酸盐中的一种或任意几种的混合物；本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备抗有机物污染离子交换树脂的方法，其步骤为：（1）油相的配制：油相包含单体、交联剂、引发剂，由三种物质混合而成，所述的单体与交联剂的重量比为1:0.02～0.45，单体与引发剂的重量比为1:0.003～0.15；所述的单体为由丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯腈、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、对氯苯乙烯、二乙烯苯、硝基苯乙烯、二氯苯乙烯、聚氯甲基苯乙烯、甲基纤维素、羧甲基纤维素、海藻酸钠、壳聚糖及其衍生物中的一种或任意几种的混合物；（2）水相的配制：水相中加入占水相质量比为0.2%～3%的分散剂；水相总质量与油相总质量比值为1:0.4～1；其中，分散剂为聚乙烯醇、明胶、淀粉、甲基纤维素及其衍生物、碳酸钙、磷酸钙、滑石粉、硅藻土、膨润土、食盐、硅酸盐中的一种或任意几种的混合物；（3）无机颗粒的改性：将无机颗粒加入到甲醇溶液中，在20℃～90℃时，以30～250rpm搅拌0.5h～4h；加入改性剂，继续搅拌0.5h～10h；最后，烘干；所述的无机颗粒与甲醇溶液质量比为1:3～10；所述的改性剂与无机颗粒质量比为1:0.05～5；（4）改性后无机颗粒的添加：在油相或水相中，或者在油相与水相混合而成的悬浮聚合体系中，添加相当于单体质量0.1%～30%的改性后的无机颗粒；（5）悬浮聚合：将油相加入到搅拌的水相中，加入过程中搅拌速度为100～1500rpm，温度控制在50～80℃，聚合反应2～8小时；升温至75～95℃，保温1～15小时；冷却后，从悬浮聚合体系分离出树脂，抽提或清洗后晾干；所述的制备过程（1）、（2）、（3）之间可调整顺序，（4）、（5）按照该顺序。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李爱民，李海波，双陈冬，周庆，杨琥，张满成，周扬，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：
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