[发明专利]一种高效脱氟改性树脂的制备方法

说明书

本发明涉及脱氟载体树脂技术领域，公开了一种高效脱氟改性树脂的制备方法，是以201×7阴离子树脂作为载体树脂，通过载体树脂预处理、Al³⁺溶液的制备、载体树脂的改性等工序，制得改性树脂，实现对水中的氟离子的高效吸附；同时201×7阴离子树脂在酸性、中性及碱性环境均有离子交换功能，且通过简单的工艺即可实现改性树脂的再生，有利于改性树脂的重复利用，可降低改性树脂的使用成本，满足小规模或家庭用水脱氟处理的低成本需要。

技术领域

本发明涉及脱氟载体树脂技术领域，具体是指一种高效脱氟改性树脂的制备方法。

背景技术

氟离子(F^-)是水中存在的有害污染物之一，过量摄入F^-会导致人体的钙和磷代谢异常，引起严重健康问题。世界卫生组织(WHO)规定水中最大允许F^-含量为1.5mg/L。许多地方的水源地如孟加拉国和中国的西北地区F^-含量较高，这些地方的低收入家庭没有适当的水处理设施对F^-进行有效去除。前期研究公布的除氟水处理方法主要有混凝沉降法、化学沉淀法、电渗析法、电凝聚法、反渗透法等。其中：化学沉淀法和混凝沉降法会遗留大量钙铝等离子，主要用于工业废水处理；高氟水主要分布在环境恶劣、地形复杂或缺水少电的地区，所以电渗析法、电凝聚法、反渗透法的除氟设备因装置复杂、设备昂贵和使用成本高等因素而难以推广。因此，这些低收入家庭非常需要一种操作简单低成本的水处理技术。

具有吸附功能的树脂通常是具有官能团的不溶性颗粒状大分子有机材料的网状物。它是一种不溶性的支撑结构，通常以小微珠的形式，微珠通常是多孔的，提供大的表面积(包括孔隙空间)。吸附树脂作为一种新型吸附材料，具有比表面积大、抗污染能力强、改性方便的优点，对水体中的氟离子有较好的吸附作用。

现有的吸附树脂依靠自身官能团进行吸附，这种树脂在特定的PH值条件下才能进行吸附，当溶液中的PH值发生变化后，对氟离子的吸附能力大大降低；且大部分吸附树脂吸附量较小、再生性能差、再生过程较为复杂，需要经常对吸附树脂进行更换，造成使用成本高。

发明内容

基于以上问题，本发明提供了一种高效脱氟改性树脂的制备方法，以解决现有树脂对水中的氟离子的吸附量小的问题；同时201×7阴离子树脂在酸性、中性及碱性环境均有离子交换功能，且通过简单的工艺即可实现改性树脂的再生，有利于改性树脂的重复利用，可降低改性树脂的使用成本，满足小规模或家庭用水脱氟处理的低成本需要。

本发明通过下述技术方案实现：

一种高效脱氟改性树脂的制备方法，包括以下步骤，

(1)原料预处理：①采用201×7阴离子树脂作为载体树脂，用去离子水对载体树脂进行冲洗，直至冲洗至没有污浊物；②将载体树脂轮流浸入质量百分比为5％的NaOH溶液和5％的HCl溶液中分别浸泡2h，载体树脂在所述5％的NaOH溶液和5％的HCl溶液交替间隙使用去离子水冲洗，将上述过程重复3～4次，最后一次用去离子水冲洗载体树脂直至冲洗后的水溶液的pH在中性附近；③用过量的4～5％的NaOH溶液浸泡载体树脂2h后过滤，用去离子水淋洗过滤后的载体树脂至冲洗后水溶液呈中性，然后用烘箱烘干；

(2)Al³⁺溶液的制备：将AlCl₃溶解在去离子水中，配制成Al³⁺浓度为4g/L的Al³⁺溶液；

(3)载体树脂的改性：在烧瓶中加入步骤(2)中的Al³⁺溶液，将预处理并烘干后的载体树脂加入烧瓶中，所述烧瓶中Al³⁺与载体树脂的质量比为1:20；将烧瓶内溶液pH调至酸性，在恒温震荡箱中以固定的转速震动3h后，进行固、液分离，提取其中的固体物质，用去离子水反复冲洗4～5次，直至冲洗后的水溶液的pH在中性；最后将冲洗后的固体物质烘干，获得改性树脂材料。