負(fù)載零價(jià)復(fù)合金屬的強(qiáng)酸性樹(shù)脂復(fù)合材料、其制法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】負(fù)載零價(jià)復(fù)合金屬的強(qiáng)酸性樹(shù)脂復(fù)合材料、其制法和應(yīng)用，本發(fā)明涉及水處理材料、制備方法和用途。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的零價(jià)鐵填料的使用范圍較窄的技術(shù)問(wèn)題。負(fù)載零價(jià)復(fù)合金屬的強(qiáng)酸性樹(shù)脂復(fù)合材料是以大孔強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為核，核上負(fù)載復(fù)合金屬作為殼，其中復(fù)合金屬為鐵與銅的混合物或者鐵與鋅的混合物。制法：將陽(yáng)離子交換樹(shù)脂洗凈、烘干后投入到FeCl2溶液中交換，再用NaBH4還原，完成零價(jià)鐵負(fù)載；再投入到CuCl2溶液或ZnCl2溶液中，反應(yīng)后取出，再用NaBH4還原，洗滌干燥后完成制備；應(yīng)用是將該復(fù)合材料用于水處理中。該復(fù)合材料可快速去除氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽等氮污染物，簡(jiǎn)單易行，無(wú)二次污染。
【專利說(shuō)明】負(fù)載零價(jià)復(fù)合金屬的強(qiáng)酸性樹(shù)脂復(fù)合材料、其制法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域；具體涉及一種環(huán)境水處理材料及用途，特別是一種強(qiáng)酸性樹(shù)脂負(fù)載零價(jià)復(fù)合金屬材料用于同時(shí)去除水中氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氮是生物生長(zhǎng)所必需的元素，但是過(guò)量排放將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，如水體富營(yíng)養(yǎng)，此外飲用水中的硝酸根，亞硝酸根和氨氮等也會(huì)對(duì)人體造成嚴(yán)重的危害，特別是硝酸根會(huì)造成藍(lán)嬰綜合癥等。因此控制水體中所含氮離子的量顯得尤為重要。
[0003]目前已經(jīng)有很多種方法，如離子交換，反滲透，生物脫氮，化學(xué)還原等被成功用于水中脫氮。其中電化學(xué)方法由于其反應(yīng)迅速，徹底等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)引起人們的注意，同時(shí)為了提高反應(yīng)效率，經(jīng)常添加一些填料如沸石，零價(jià)鐵等。在這些填料中，零價(jià)鐵引起人們極大的興趣。目前有很多這方面的研究，這些研究表明:零價(jià)鐵上硝酸根的降解反應(yīng)為:
【權(quán)利要求】
1.負(fù)載零價(jià)復(fù)合金屬的強(qiáng)酸性樹(shù)脂復(fù)合材料，其特征在于該復(fù)合材料是以大孔強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為核，核上負(fù)載復(fù)合金屬作為殼，其中復(fù)合金屬為鐵元素與非鐵金屬元素混合物，其中非鐵金屬元素的摩爾含量為鐵的4%~20%,非鐵金屬元素為銅或鋅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載零價(jià)復(fù)合金屬的強(qiáng)酸性樹(shù)脂復(fù)合材料，其特征在于大孔強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為D61，DOOl或D113樹(shù)脂。
3.制備權(quán)利要求1所述的負(fù)載零價(jià)復(fù)合金屬的強(qiáng)酸性樹(shù)脂復(fù)合材料的方法，其特征在于該方法按以下步驟進(jìn)行: 一、將100~150目的大孔強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂先用去離子水洗凈，并在80~90°C的溫度下烘干； 二、將經(jīng)步驟一處理的大孔強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂投入到FeCl2溶液中交換8~10h，然后將樹(shù)脂取出； 三、將經(jīng)步驟二處理的大孔強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂投入NaBH4溶液中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌，反應(yīng)I~2h后，得到負(fù)載零價(jià)鐵的樹(shù)脂； 四、將步驟三得到的負(fù)載零價(jià)鐵的樹(shù)脂投入到CuCl2溶液或ZnCl2溶液中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌反應(yīng)I~2h后，取出； 五、將經(jīng)步驟四處理的大孔強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂投入NaBH4溶液中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌，反應(yīng)I~2h，再用蒸餾水洗滌、干燥，得到負(fù)載零價(jià)復(fù)合金屬的強(qiáng)酸性樹(shù)脂復(fù)合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的負(fù)載零價(jià)復(fù)合金屬的強(qiáng)酸性樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟一中的大孔強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為D61，DOOl或D113樹(shù)脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的負(fù)載零價(jià)復(fù)合金屬的強(qiáng)酸性樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟二中的FeCl2溶液的濃度為I~3g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的負(fù)載零價(jià)復(fù)合金屬的強(qiáng)酸性樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟三和步驟五中的NaBH4溶液的濃度為24mmol/L~30mmol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的負(fù)載零價(jià)復(fù)合金屬的強(qiáng)酸性樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟四中的CuCl2溶液的濃度為0.1~0.8g/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的負(fù)載零價(jià)復(fù)合金屬的強(qiáng)酸性樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟四中的ZnCl2溶液的濃度為0.1~0.8g/L。
9.權(quán)利要求1所述的負(fù)載零價(jià)復(fù)合金屬的強(qiáng)酸性樹(shù)脂復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征在于是將負(fù)載零價(jià)復(fù)合金屬的強(qiáng)酸性樹(shù)脂復(fù)合材料用于水處理過(guò)程。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的負(fù)載零價(jià)復(fù)合金屬的強(qiáng)酸性樹(shù)脂復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征在于將負(fù)載零價(jià)復(fù)合金屬的強(qiáng)酸性樹(shù)脂復(fù)合材料用于水處理過(guò)程的具體方法是將負(fù)載零價(jià)復(fù)合金屬的強(qiáng)酸性樹(shù)脂復(fù)合材料投入待處理的水中，震蕩或攪拌。
【文檔編號(hào)】C02F1/42GK103755004SQ201410041017
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】趙慶良, 李偉, 丁晶, 王琨, 姜珺秋, 魏亮亮, 張?jiān)其? 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)