[发明专利]改性阴离子树脂材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种改性阴离子树脂材料及其制备方法和应用，其制备方法包括如下步骤：将强碱型阴离子树脂材料进行冲洗，并烘干得到干燥的强碱型阴离子树脂材料；将氯化铁的盐酸溶液和氯氧化锆的盐酸溶液混合，得到混合液，接着将干燥的强碱型阴离子树脂材料加入至混合液内经处理得到改性阴离子树脂材料。本发明的改性阴离子树脂材料可以作为除磷吸附剂应用。本发明将铁氧化物和锆氧化物分别成功地负载于强碱型阴离子树脂材料上，从而使得该改性阴离子树脂材料不仅保留了铁氧化物和锆氧化物分别对磷的吸附性能，而且还为其提供了良好的机械强度和优异的水力学性能的固定环境，进而发挥铁氧化物和锆氧化物对磷的优异的吸附效果。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种改性阴离子树脂材料及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着工业的发展和人类活动的不断增强，大量富含磷的工业废水和生活污水排入水体，导致我国水体富营养化现象日益严重，制约着社会的可持续发展。因此，积极寻求经济有效的污水除磷方法，有利于改善水质，减轻污染。

目前，污水除磷方法主要分为生物法、化学沉淀法和吸附法。其中，生物法除磷工艺比较复杂，且出水水质稳定性较差，存在剩余污泥难处理的问题；化学沉淀法使用的除磷药剂多为铝盐、铁盐和亚铁盐等工艺产品，成本费用较高，产生的污泥量大。相比之下，吸附法是利用某些多孔或大比表面积的物质，主要通过磷在吸附剂表面的表面沉淀、离子交换或附着吸附等作用来实现除磷，具有工艺简单、操作方便易行、使用广泛等优点。

大量的吸附剂被开发出来用于水体中磷的去除，其中铁氧化物、锆氧化物、铝氧化物等金属氧化物吸附剂由于能够与磷离子形成配位化合物具有很好的吸附选择性能而备受研究者重视。然而，常态下的这些金属氧化物受限于尺寸小而难以直接应用于固定床等吸附系统。专利“一种吸附除砷除磷氧化铁改性石英砂滤材的制备方法”(公开号CN104815611A)公开了以石英砂为载体，通过过滤净化法将氧化铁颗粒负载于石英砂表面，制备了一种能够同步去除砷和磷的改性石英砂滤材。

然而，现有的吸附剂大都存在吸附容量小、吸附性能差的缺点。已有研究表明，铁氧化物和锆氧化物对磷离子具有优异的吸附性能和较高的吸附容量。但是，目前树脂基复合吸附剂的制备方法主要是通过先将金属氧化物以配离子的形式交换至树脂载体的孔道和表面，再用碱液将金属化合物沉淀出来。而铁、锆两种金属元素均带正电荷，难以与阴离子树脂发生离子交换作用，且通过负载两种氧化物的制备方法尚未见报道。因此，如何将铁氧化物和锆氧化物同时并有效地负载于阴离子树脂以制备除磷吸附剂仍然是一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，首要目的是提供一种改性阴离子树脂材料的制备方法。

本发明的第二个目的是利用上述制备方法得到改性阴离子树脂材料。

本发明的第三个目的是提供一种改性阴离子树脂材料的应用。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种改性阴离子树脂材料的制备方法，其包括如下步骤：

(1)、将强碱型阴离子树脂材料进行冲洗，并烘干得到干燥的强碱型阴离子树脂材料；

(2)、将氯化铁的盐酸溶液(FeCl₃+HCl)和氯氧化锆的盐酸溶液(ZrOCl₂·8H₂O+HCl)混合，得到第一混合液，接着将步骤(1)的干燥的强碱型阴离子树脂材料加入至第一混合液内，并在25±5℃下进行搅拌，以便浸渍；

(3)、向步骤(2)的反应体系内加入氢氧化钠(NaOH)溶液并调节该反应体系的pH值至7‐8，在25±5℃下搅拌得到第二混合液；

(4)、将步骤(3)的第二混合液进行离心，并烘干至恒重，得到改性阴离子树脂材料。