[发明专利]一种复合功能树脂及制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种复合功能树脂，属于树脂领域。所述复合功能树脂的基本结构为式(Ⅰ)和/或式(Ⅱ)，其中，所述A_X为季铵基团。针对现有树脂在杀菌的同时，抗干扰能力差，去除水中的溶解性有机物，消毒副产物前驱体，硝酸根、硫酸根、磷酸根和砷酸根等阴离子的能力差的问题，本发明提供一种复合功能树脂，本发明的复合功能树脂同时具备高效去除水中的溶解性有机物，消毒副产物前驱体，硝酸根、硫酸根、磷酸根和砷酸根等阴离子的能力，具备高效的杀菌能力和抗干扰能力强的优点。本发明提供了一种复合功能树脂的制备方法，及其在杀菌中的应用和一种复合功能树脂在水处理中的应用。

技术领域

本发明属于树脂领域，具体涉及一种复合功能树脂及制备方法和应用。

背景技术

消毒工艺是杀灭病原微生物，保证饮用水安全的最主要方式，主要包括氯气、氯胺、次氯酸钠、二氧化氯、臭氧、复合消毒等化学方法，以及紫外线辐射的物理方法等。但化学消毒剂在消毒过程中会与水中天然有机物、人工合成有机污染物、溴化物、碘化物等反应生成多种消毒副产物，如三卤甲烷、卤代乙酸、卤代乙腈和亚硝胺等。很多消毒副产物具有遗传毒性及致癌性，严重威胁饮用水安全。紫外消毒同时也会导致细菌进入存活但不可培养的状态(S.Zhang et al.UV disinfection induces a VBNC state in Escherichiacoli and Pseudomonas aeruginosa.Environ.Sci.Technol.，2015，49:1721-1728)，细菌可在后续管道运输过程中复活。此外，饮用水中存在多种氯和紫外抗性病原菌，如铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌等(T.Chiao et al.Differential resistance of drinking waterbacterial populations tomonochloraminedisinfection，Environ.Sci.Technol.2014，48:4038-4047；P.Roy et al.Chlorine resistant bacteria isolated from drinkingwater treatment plants in West Bengal.Desalin.Water Treat.，2017，79:103-107)。这类细菌难以被常规消毒方式灭活，存在较大的健康风险。

为了解决小分子杀菌剂和可溶性高分子杀菌剂的消毒副产物和余毒问题，通过将杀菌剂单体化合物聚合或将杀菌功能基团固载在树脂材料上制成水不溶性固定化杀菌材料。固定化杀菌材料的优点在于效率高，杀菌基团集中在载体表面从而形成高浓度杀菌剂区；能避免水体的二次污染，且易固液分离；杀菌材料既不溶于水，又不溶于有机溶剂，避免了在使用过程中的毒性、刺激性及使用安全性差等问题，可适用于饮用水处理；杀菌材料可再生，重复利用；同时载体的多样性使其应用范围非常广泛。树脂材料是众多高分子消毒剂中的重要组成，其中传统抗菌树脂主要分为添加型抗菌树脂和结构型抗菌树脂，添加型抗菌树脂如：专利CN1280771A、CN102933648A、CN101891865A中所描述的树脂是将消毒杀菌剂浸渍固定于树脂中，但存在消毒剂易迁移流失，使用寿命较短等问题。

季铵盐结构消毒剂具有安全高效等优点，近年来，修饰季铵盐基团的材料用来杀菌的报道越来越多。

目前的树脂用于杀菌时，存在如下问题：

(1)在杀菌的同时，容易受水环境中的有机物、重金属离子、某些阴离子表面活性剂或某些大分子阴离子化合物干扰，特别是高浓度氯离子的干扰，导致杀菌能力大大下降；

(2)在杀菌的同时，对于水中的溶解性有机物，消毒副产物前驱体，硝酸根、硫酸根、磷酸根和砷酸根等阴离子的去除能力较差。

综上，现有树脂在杀菌的同时，抗干扰能力差，去除水中的溶解性有机物，消毒副产物前驱体，硝酸根、硫酸根、磷酸根和砷酸根等阴离子的能力差。

发明内容

1、要解决的技术问题：