[發明專利]一種雙官能團金屬螯合型樹脂吸附劑的廢水除氟應用

有效

• 申請號: 201810873642.0
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN108996598B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 陳斌;李蓉;田旭楠
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;B01J20/26;C02F101/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開的雙官能團金屬螯合型樹脂吸附劑的廢水除氟應用，首次采用含有雙官能團的螯合型樹脂，首先與金屬離子充分吸附，轉變為金屬螯合型樹脂，再將待處理的含氟廢液與該螯合樹脂充分接觸，利用金屬離子對氟離子的配位作用，得到脫氟后的凈化水。該方法通過雙官能團的優勢，達到了對廢水進行脫氟的效果；與傳統的螯合樹脂脫氟方法相比，本發明為雙官能團式脫氟，克服了單一功能團脫氟的不足，脫氟效果顯著。

技術領域

本發明屬于吸附法除氟的技術領域，涉及一種雙官能團金屬螯合型樹脂吸附劑的廢水除氟應用。

背景技術

微量氟化物(0.7mg/L)對人體是有益的；然而，高濃度氟(1.5-4.0mg/L)會導致氟斑牙癥；當氟化物濃度大于4.0mg/L時，最終會導致氟骨癥。地下水中高濃度的氟主要來自礦物的自然溶解，即氟磷灰石，螢石和角閃石等。根據世界衛生組織(WHO)的飲用水標準，氟化物的最大污染物水平(MCL)為1.5mg/L。據世界衛生組織估計，地下水的氟化物污染使全球數億人無法使用清潔水。

各種除氟技術，如絮凝、電凝聚、沉淀、膜分離、離子交換和吸附等已經得到了廣泛的應用，絮凝技術已在印度得到有效應用。然而，殘留Al³⁺的控制問題仍未得到妥善的解決，造成了阿爾茨海默癥的高發現狀。就膜技術而言，NF和RO是適用于中等和高收入社區中飲用水處理的最有效方法。然而，為了避免膜污染，大多數膜系統需要復雜的預處理系統和訓練有素的維護人員，因此不適合用資源貧乏的氟化物影響區域的脫氟技術。吸附法由于成本低，操作簡單且效率高，被認為是目前最合適有效的除氟技術。

根據Pearson軟硬酸堿理論，氟化物是硬堿性物質，可對硬酸性多價金屬離子，即Al(III)，La(III)，Fe(III)，Ce(III)，Zr(IV)，Ti(IV)，Mn(II，IV)，呈現出強的親和力。基于氟化物的上述特性，金屬螯合型吸附劑作為有效的脫氟技術，近年來得到了更多的關注。脫氟常用的螯合型官能團有：-NH-(CH₂COO^-)₂或-CH₂-NH-CH₂-PO₃^2-，-SO₃H等。但是，上述螯合型官能團的除氟效率不高，因而不能被廣泛推廣應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙官能團金屬螯合型脂吸附劑在廢水除氟中的應用。

本發明是通過以下技術方案來實現：

本發明公開的一種雙官能團金屬螯合型樹脂吸附劑作為氟化物脫除劑的應用，所述雙官能團金屬螯合型樹脂吸附劑由雙官能團螯合型樹脂與高價金屬離子配位形成；所述雙官能團螯合型樹脂的結構如下式：

所述雙官能團螯合型樹脂中骨架為苯乙烯-二乙烯苯，功能基團為-SO₃H和-H₂PO₃。

優選地，所述高價金屬離子為Fe³⁺、AI³⁺、La³⁺、Ce⁴⁺或Zr⁴⁺。

優選地，雙官能團中兩個功能基團配位的高價金屬離子為同種金屬離子。

優選地，該雙官能團金屬螯合型樹脂吸附劑為螯合金屬Fe³⁺的吸附劑，其結構如下：

本發明還公開了一種雙官能團金屬螯合型樹脂吸附劑在廢水除氟中的應用，其結構與上述結構相同。

優選地，廢水除氟時，將所述雙官能團金屬螯合型樹脂吸附劑加入到含氟廢水中，于室溫下，搖床處理吸附24h以上；用量為：每50mL含氟廢水加入1g的雙官能團金屬螯合型樹脂吸附劑。